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JP2002237377A - Induction heating method, device fixing device, and image forming device - Google Patents

Induction heating method, device fixing device, and image forming device

Info

Publication number
JP2002237377A
JP2002237377A JP2001034262A JP2001034262A JP2002237377A JP 2002237377 A JP2002237377 A JP 2002237377A JP 2001034262 A JP2001034262 A JP 2001034262A JP 2001034262 A JP2001034262 A JP 2001034262A JP 2002237377 A JP2002237377 A JP 2002237377A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
switching element
voltage
circuit
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001034262A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Oishi
石 広 人 大
Masae Sugawara
原 正 栄 菅
Junichi Sasaki
淳 一 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku Ricoh Co Ltd
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Tohoku Ricoh Co Ltd
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohoku Ricoh Co Ltd, Ricoh Co Ltd filed Critical Tohoku Ricoh Co Ltd
Priority to JP2001034262A priority Critical patent/JP2002237377A/en
Publication of JP2002237377A publication Critical patent/JP2002237377A/en
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  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device which reduces idle current given to a commercial alternating current, enabled to output a constant heating output at low cost, with high fixing property, and to provide an image forming device with high fixing property, without lowering of image quality. SOLUTION: The fixing device comprises a conductive roller 1, a temperature sensor 20, an induction heating coil 2 and a resonance capacitor 10, a rectifying circuit 19 supplying power to the coil 2, a switch 17 and a flywheel diode 28 of which output direct current is chopped and conducted to the coil 2, a voltage detecting circuit 14 detecting the voltage at the contact point of the coil 2 and the switch 17, current detecting circuits 29, 18 detecting the current of the switch 17 and a control means switching on the switch 17 by synchronizing with the resonant vibration of the voltage at a contact point, and switching off when an added value, got by biasing the detected current signal of the switch 17 to the extent of temperature deviation, gets to the instantaneous value of envelope level of switching current. The quality of the roller material is determined from the switching current, and regeneration current of the diode.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気コイル(誘導
加熱コイル)に交流を通電してその直近の導電体に誘導
電流を発生させる誘導加熱に関し、特に、交流を整流し
た直流電流を、インバータでチョッピングして、誘導加
熱コイルとそれに接続した共振用コンデンサを含む共振
回路に、インバータでチョッピングして給電するPWM
制御の誘導加熱制御に関する。例えば、金属溶融炉,鋼
材の誘導加熱炉,板材加熱炉,焼き入れ炉等の熱処理ま
たは熱処理装置,画像形成プロセスに用いられる定着装
置、ならびに、定着装置を用いるプリンタ,ファクシミ
リ及び複写機等の画像形成装置に適用する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to induction heating in which an alternating current is applied to an electric coil (induction heating coil) to generate an induction current in a conductor immediately adjacent to the induction coil. PWM to supply power by chopping with an inverter to a resonance circuit including an induction heating coil and a resonance capacitor connected to the induction heating coil.
It relates to induction heating control. For example, a heat treatment or heat treatment apparatus such as a metal melting furnace, a steel induction heating furnace, a plate material heating furnace, a quenching furnace, a fixing apparatus used in an image forming process, and an image of a printer using a fixing apparatus, a facsimile machine, and a copying machine. Applies to forming equipment.

【0002】[0002]

【従来技術】たとえば電子写真方式のプリンタ,ファク
シミリ及び複写機において、現像された画像を記録シー
トや紙等の被画像形成材に定着させるために、その内部
には定着装置が備えられている。この定着装置の主要部
分は未定着のトナーが付着した用紙を加熱する定着ロー
ラと、該用紙を押圧し、挟持搬送する加圧ローラとで構
成される。
2. Description of the Related Art For example, in an electrophotographic printer, a facsimile, and a copying machine, a fixing device is provided inside a fixing device for fixing a developed image to an image forming material such as a recording sheet or paper. The main part of this fixing device is composed of a fixing roller for heating the sheet to which the unfixed toner has adhered, and a pressure roller for pressing the sheet and for nipping and conveying.

【0003】従来このような定着装置は、定着ローラ内
部に加熱ヒータとしてハロゲンランプ等を備え、このラ
ンプで定着ローラ内部を加熱し、定着ローラをトナーが
必要とする定着に適当な所定の目標温度まで上昇させる
ものであった。
Conventionally, such a fixing device includes a halogen lamp or the like as a heater inside the fixing roller, heats the inside of the fixing roller with the lamp, and heats the fixing roller to a predetermined target temperature suitable for fixing required by toner. Was going to rise.

【0004】しかしこのようなハロゲンヒータによる加
熱方式は定着ローラを必要な温度に加熱するまでの時間
が長く、又、ヒータ自体の損失も大きいため、現在のよ
うに、地球温暖化などの環境問題がクローズアップされ
るに至り、効率が良く、立ち上がり時間の早い定着装置
が求められている。
However, such a heating method using a halogen heater takes a long time until the fixing roller is heated to a required temperature, and the loss of the heater itself is large, so that environmental problems such as global warming are present. Therefore, there is a need for a fixing device that is efficient and has a fast rise time.

【0005】このような状況にあって、プリンタのトナ
−定着装置の加熱ロ−ラとして「誘導型発熱ロ−ラ」を
使用することが提案された。たとえば特開53−508
44号公報、特開平6−60975号公報及び特開20
00−330404号公報に数種の開示がある。このロ
ーラを用いる定着装置すなわち誘導加熱方式による定着
装置は、定着ローラを電磁波による渦電流により、瞬時
に加熱することができるため、加熱による時間を画期的
に短くできる。
In such a situation, it has been proposed to use an "induction type heating roller" as a heating roller for a toner fixing device of a printer. For example, JP-A-53-508
44, JP-A-6-60975 and JP-A-20
There are several disclosures in 00-330404. In a fixing device using this roller, that is, a fixing device using an induction heating method, the fixing roller can be instantaneously heated by an eddy current caused by an electromagnetic wave, so that the time required for heating can be significantly reduced.

【0006】そのために、従来ハロゲンランプ方式で必
要であったような、プリンタを使用しない待機時の場合
にも定着部の温度を、再使用時に速く所定温度に立ちあ
げるために行っていた予熱の必要がなくなり、無駄な電
力を不要とするもので、かつ加熱効率も良いため、環境
問題に寄与できる方式として注目されている。
[0006] For this reason, even in the standby mode when the printer is not used, such as required in the conventional halogen lamp system, the temperature of the fixing unit is increased so that the temperature of the fixing unit quickly rises to a predetermined temperature when reused. Since it eliminates the need for unnecessary power and eliminates the need for unnecessary power and has a good heating efficiency, it is attracting attention as a method that can contribute to environmental problems.

【0007】このような利点を有する誘導加熱型定着装
置であるが、実際の装置を構成する場合には、コイルに
高周波を印加するためのインバータ回路の構成が重要で
あり、このインバータ回路の構成如何によっては、高周
波による力率の改善や、騒音の問題,模倣品定着ローラ
対策,より製品価値を高めるためのコストダウンへの対
応など、様々な問題をクリアするのが望ましい。
Although the induction heating type fixing device has such advantages, when an actual device is constructed, the configuration of an inverter circuit for applying a high frequency to the coil is important. Depending on the situation, it is desirable to solve various problems, such as improvement of the power factor due to high frequency, noise problem, countermeasures against the fixing roller of the imitation product, and response to cost reduction to further increase product value.

【0008】図15は、従来例の誘導加熱装置のブロッ
ク図である。この誘導加熱型装置を定着装置として実施
する場合は、金属製の定着ローラまたは金属板などの、
加熱対象である被加熱体1の近傍に、該被加熱体1に誘
導電流を発生させるための誘導加熱コイル2が配設され
ており、該誘導加熱コイル2には、商用電源(AC10
0V)7の交流が整流回路19によってDCに整流さ
れ、共振用コンデンサ10以下のインバータ回路で高周
波に変換して(高周波チョッピングで)印加される。被
加熱体1表面もしくはその近傍には、安全保護部品であ
るサーモスタット4pが配設されており、インバータ回
路への電流はこのサーモスタット4pを介して供給され
ており、被加熱体1が異常温度となった場合にはサーモ
スタット4pによって電源電流が遮断される。
FIG. 15 is a block diagram of a conventional induction heating apparatus. When the induction heating type device is implemented as a fixing device, a metal fixing roller or a metal plate,
An induction heating coil 2 for generating an induction current in the object 1 to be heated is disposed near the object 1 to be heated. The induction heating coil 2 has a commercial power supply (AC10).
0V) The AC of 7 is rectified into DC by the rectifier circuit 19, converted into a high frequency by an inverter circuit below the resonance capacitor 10 and applied (by high frequency chopping). A thermostat 4p, which is a safety protection component, is provided on or near the surface of the object 1 to be heated, and a current to the inverter circuit is supplied via the thermostat 4p. When the power supply current becomes negative, the power supply current is cut off by the thermostat 4p.

【0009】整流回路19によりAC100VがDCに
整流されて、LC共振回路を構成する誘導加熱コイル2
と共振用コンデンサ10に印加される。整流回路19
は、全波整流用のブリッジダイオード8と平滑コンデン
サ9とからなる。整流回路19から出力されて、コイル
2および共振用コンデンサ10よりなるLC共振回路に
印加される電圧は、平滑コンデンサ9の容量が大きいと
きには図2の(a)に示したようなレベル変動幅が狭い
全波整流波形となり、平滑コンデンサ9の容量がごく小
さいときには図2の(b)に示したようなレベル変動幅
が大きく交流電圧との相似性が高い全波整流波形とな
る。
The rectifier circuit 19 rectifies AC100V into DC, and forms an induction heating coil 2 constituting an LC resonance circuit.
Is applied to the resonance capacitor 10. Rectifier circuit 19
Comprises a bridge diode 8 for full-wave rectification and a smoothing capacitor 9. When the capacity of the smoothing capacitor 9 is large, the voltage output from the rectifier circuit 19 and applied to the LC resonance circuit including the coil 2 and the resonance capacitor 10 has a level variation width as shown in FIG. When the capacity of the smoothing capacitor 9 is extremely small, the waveform becomes a full-wave rectified waveform having a large level fluctuation width and a high similarity with the AC voltage as shown in FIG.

【0010】そして、整流回路19とLC共振回路(2
+10)に対して直列に接続された、例えばトランジス
タ,FETあるいはIGBTなどからなるスイッチング
素子すなわちスイッチ17を、駆動回路15によりスイ
ッチングすることで供給される。スイッチ17のオンタ
イミングは電圧検出回路14によって決められ、オフタ
イミングは制御回路16および電流検出回路18によっ
て決められる。すなわち、基準オフタイミング(オン時
間)を制御回路16が駆動回路15に指定し、電流検出
回路18は、定電圧電源である回路用DC電源11から
供給される定電圧を用いて基準電圧20が発生する基準
電圧(一定値)に対する、電流検出回路18が発生する
電流信号(検出電流値に比例する電圧)の偏差をあらわ
すエラー電圧を駆動回路15に与え、駆動回路15は、
このエラー電圧が低くなる方向に、オフタイミングを、
制御回路16が指定した基準オフタイミングからずら
す。
The rectifier circuit 19 and the LC resonance circuit (2
+10), which is supplied by switching a switching element, for example, a transistor, an FET, an IGBT, or the like, that is, a switch 17, which is connected in series with the driving circuit 15. The ON timing of the switch 17 is determined by the voltage detection circuit 14, and the OFF timing is determined by the control circuit 16 and the current detection circuit 18. That is, the control circuit 16 designates the reference off timing (on time) to the drive circuit 15, and the current detection circuit 18 uses the constant voltage supplied from the circuit DC power supply 11, which is a constant voltage power supply, to generate the reference voltage 20. An error voltage indicating a deviation of a current signal (a voltage proportional to the detected current value) generated by the current detection circuit 18 from a generated reference voltage (a constant value) is given to the driving circuit 15.
In the direction in which this error voltage decreases, the off timing
It is shifted from the reference off timing specified by the control circuit 16.

【0011】このスイッチ17のオン・オフが繰り返さ
れることで、コイル2に高周波電流が流れて、被加熱体
1の誘導加熱が行われる。すなわちこのスイッチング動
作によりコイル2に印加される高周波の周波数(スイッ
チング周波数)が、共振回路(2+10)の共振周波数
に自動的に定まることとなる。
When the switch 17 is repeatedly turned on and off, a high-frequency current flows through the coil 2 to perform induction heating of the object 1 to be heated. That is, the high frequency (switching frequency) applied to the coil 2 by this switching operation is automatically determined to be the resonance frequency of the resonance circuit (2 + 10).

【0012】この従来例の制御系を用いた場合には、た
とえば、整流回路19の出力電圧が図2の(b)に示す
ように、平滑化が極めて弱い、脈動が大きいものである
ときには、全波整流波形において、1つの波の山を拡大
した図16に示すように、電流検出レベルが常に基準電
圧対応値になるようにオフタイミングが制御されるの
で、コイル2への印加電圧が高いときには、スイッチオ
ンの時間が短くなって周波数が高くなり、コイル2への
印加電圧が低いときには、スイッチオンの時間が長くな
って周波数が低くなり、可聴帯域である20kHz以下
となった場合に騒音となる。
When the control system of this conventional example is used, for example, when the output voltage of the rectifier circuit 19 is extremely weak and has a large pulsation as shown in FIG. In the full-wave rectified waveform, as shown in FIG. 16 in which a peak of one wave is enlarged, the off-timing is controlled so that the current detection level always becomes a value corresponding to the reference voltage, so that the voltage applied to the coil 2 is high. At times, the switch-on time becomes short and the frequency becomes high, and when the voltage applied to the coil 2 is low, the switch-on time becomes long and the frequency becomes low, and when the frequency falls below the audible band of 20 kHz, the noise becomes low. Becomes

【0013】インバータ回路に直流給電する整流回路1
9の平滑コンデンサ9の容量を大きくして、図2の
(a)に示すように、直流の脈動のレベル変動幅を小さ
くし、この電圧を誘導加熱コイル2と共振用コンデンサ
10の組合せでなる共振回路に印加する事により、コイ
ル印加電圧の変動が小さいため、スイッチングのオンデ
ューティ(オン/オフ一周期に対するオン時間の比)の
変動(例えば図16)が極めて小さくなり、騒音を生じ
る可能性が無くなる。
Rectifier circuit 1 for supplying DC power to inverter circuit
9, the capacity of the smoothing capacitor 9 is increased to reduce the level fluctuation range of the DC pulsation as shown in FIG. 2A, and this voltage is formed by the combination of the induction heating coil 2 and the resonance capacitor 10. By applying the voltage to the resonance circuit, the fluctuation of the voltage applied to the coil is small, so that the fluctuation of the on-duty of the switching (the ratio of the on-time to one on / off cycle) (for example, FIG. 16) becomes extremely small, which may cause noise. Disappears.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インバ
ータ回路に直流給電する整流回路19の平滑コンデンサ
9の容量が大きいと、商用電源電圧と消費電流の位相が
ずれてしまい無効電流が発生してしまう。そこで、高調
波電流規制のための対策を講じる必要があり、装置のコ
ストアップにつながってしまう。また、容量の大きな平
滑コンデンサを用いること自体、装置のコストアップや
装置自体の大型化の問題があり好ましくない。さらに、
従来のハロゲンランプ方式では、模倣品定着ローラが出
回り、場合によっては、画像品質の低下を起しかねない
といった問題がある。
However, the smoothing capacitor of the rectifier circuit 19 for supplying DC power to the inverter circuit.
If the capacity of 9 is large, the phase of the commercial power supply voltage and the consumption current will be shifted, and a reactive current will be generated. Therefore, it is necessary to take measures for regulating the harmonic current, which leads to an increase in the cost of the device. In addition, the use of a large-capacity smoothing capacitor is not preferable because of the problems of an increase in the cost of the device and an increase in the size of the device itself. further,
In the conventional halogen lamp system, there is a problem that the imitation product fixing roller circulates, and in some cases, the image quality may be deteriorated.

【0015】そこで、本発明は、無効電流を少なくする
ことを1つの目的とし、可聴周波数騒音の発生を回避す
ることを1つの目的とし、また、安価な構成にて加熱出
力を一定に保つことを1つの目的とし、これらをみたし
且つ定着性能が高い定着装置を提供することをもう1つ
の目的とし、定着性能が高く画像品質の低下を起こさな
い画像形成装置を提供することをもう1つの目的とす
る。
Accordingly, it is an object of the present invention to reduce reactive current, to avoid generation of audible frequency noise, and to keep heating output constant with an inexpensive configuration. Another object of the present invention is to provide a fixing device that meets these requirements and has a high fixing performance. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus that has a high fixing performance and does not cause deterioration in image quality. Aim.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】(1)加熱対象(1)の直
近に配置した電気コイル(2)およびそれに接続した共振
用コンデンサ(10)を含む共振回路に、スイッチング素子
(17)のオン/オフの繰返しにより、交流を整流した直流
をチョッピング通電する誘導加熱方法において、前記共
振回路とスイッチング素子との間の電圧の変動を検出し
てそれに同期してスイッチング素子をオンにし、かつ、
前記スイッチング素子に流れる電流を検出し、これが前
記交流を整流した電圧波形に比例する包絡レベルの瞬時
値に到達するまでの時間に基づいたオン時間の後にした
ときにスイッチング素子をオフにする、ことを特徴とす
る誘導加熱方法。
Means for Solving the Problems (1) A switching element is provided in a resonance circuit including an electric coil (2) disposed in the immediate vicinity of a heating target (1) and a resonance capacitor (10) connected thereto.
In the induction heating method in which the alternating current is rectified and the direct current is chopped by repeating the on / off operation of (17), the fluctuation of the voltage between the resonance circuit and the switching element is detected, and the switching element is turned on in synchronization therewith. And
Detecting a current flowing through the switching element, and turning off the switching element after an on-time based on a time until the instantaneous value of an envelope level proportional to the voltage waveform obtained by rectifying the AC is reached. An induction heating method characterized in that:

【0017】なお、理解を容易にするためにカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素または対応事
項の記号を、参考までに付記した。以下も同様である。
In order to facilitate understanding, the symbols of the corresponding elements or corresponding items in the embodiments shown in the drawings and described later are added for reference in parentheses. The same applies to the following.

【0018】交流を整流した電圧波形の、低レベルの電
圧がスイッチング素子に加わるタイミングでは、従来で
は電圧が低いが故に電流値の瞬時値が低くしたがってオ
ン時間が長くなるところ、上記(1)によれば、そのと
き交流を整流した電圧波形に比例する包絡レベルの瞬時
値が低くこれによりオン時間が従来より短い、すなわち
スイッチング素子のオンデューテイが従来のように高く
はならない。
At the timing when a low-level voltage of a voltage waveform obtained by rectifying an alternating current is applied to the switching element, the instantaneous value of the current value is low because the voltage is low conventionally, and the on-time is long. According to this, at that time, the instantaneous value of the envelope level proportional to the voltage waveform obtained by rectifying the alternating current is low, so that the on-time is shorter than in the conventional case, that is, the on-duty of the switching element does not increase as in the conventional case.

【0019】交流を整流した電圧波形の、高レベルの電
圧がスイッチング素子に加わるタイミングでは、従来で
は電圧が高いが故に電流値の瞬時値が高くしたがってオ
ン時間が短くなるところ、上記(1)によれば、そのと
き包絡レベルの瞬時値が高くこれによりオン時間が従来
より長い、すなわちスイッチング素子のオンデューテイ
が従来のように低くはならない。
At the timing when a high-level voltage of a voltage waveform obtained by rectifying an alternating current is applied to the switching element, the instantaneous value of the current value is high because the voltage is conventionally high and the on-time is short. According to this, at that time, the instantaneous value of the envelope level is high, so that the on-time is longer than before, that is, the on-duty of the switching element does not become lower than before.

【0020】すなわち交流を整流した電圧波形が、例え
ば入力交流の正半波と略相似の、高低変動が大きい場合
(例えば図2の(b))でも、スイッチング素子のPW
M通電のデューティは格別に変動しない。一定又は略一
定となる。その結果、スイッチング素子に流れる電流の
PWM1周期の間のピーク値は、図3に鋭い鋸歯状波
(1波が1回のオン期間)で示す値となり、そのピーク
値の時系列分布が、交流を整流した電圧波形に相似の包
絡線を描く。この包絡線の瞬時値を、スイッチング素子
のオフタイミングの決定に用いる。代わりに、共振回路
に印加される整流回路の出力すなわち交流を整流した電
圧波形を検出しあるいは生成して、それを前記包絡レベ
ルとして用いてもよい。
That is, even when the voltage waveform obtained by rectifying the alternating current has a large level variation substantially similar to, for example, the positive half-wave of the input alternating current (for example, FIG.
The duty of the M conduction does not fluctuate particularly. It is constant or almost constant. As a result, the peak value of the current flowing through the switching element during one PWM cycle is a value shown by a sharp sawtooth wave (one wave is one ON period) in FIG. 3, and the time series distribution of the peak value is AC. Draw a similar envelope to the rectified voltage waveform. The instantaneous value of this envelope is used to determine the off timing of the switching element. Alternatively, an output of a rectifier circuit applied to the resonance circuit, that is, a voltage waveform obtained by rectifying an alternating current may be detected or generated and used as the envelope level.

【0021】いずれにしても、共振回路に印加される電
圧波形とスイッチング素子に流れる電流のPWM1周期
の間のピーク値が時系列で描く包絡線とは相似であり、
該電圧波形の電圧(瞬時値)にスイッチング素子に流れ
る電流(ピーク値)が比例し、PWM1周期の間のオン
時間が実質上一定となる。すなわち、PWMによるスイ
ッチング素子のオン/オフのオンデューティが実質上一
定になる。
In any case, the voltage waveform applied to the resonance circuit is similar to the envelope drawn in time series with the peak value during one PWM cycle of the current flowing through the switching element,
The current (peak value) flowing through the switching element is proportional to the voltage (instantaneous value) of the voltage waveform, and the ON time during one PWM cycle is substantially constant. In other words, the on / off on-duty of the switching element by PWM becomes substantially constant.

【0022】スイッチング素子のPWM通電のデューテ
ィが一定又は略一定となるので、交流を整流する回路の
平滑コンデンサは大容量でなくても、すなわち交流を整
流した電圧波形が入力交流の正半波と略相似の高低変動
が大きい場合でも、電圧が低いタイミングのときでも格
別な周波数低下を生じない。例えば20KHz以下の可
聴周波数に下がることが避けられる。
Since the duty of the PWM conduction of the switching element is constant or substantially constant, the smoothing capacitor of the circuit for rectifying the AC does not have a large capacity, that is, the voltage waveform obtained by rectifying the AC is equal to the positive half wave of the input AC. No significant frequency drop occurs even when the substantially similar level fluctuations are large or when the voltage is low. For example, dropping to an audible frequency of 20 KHz or less can be avoided.

【0023】(2)加熱対象(1)の温度を検出して、そ
れが目標値に合致するように前記オン時間を調整する上
記(1)の誘導加熱方法。上記(1)によって求めたオ
ン時間に、例えば目標温度に対する検出温度の偏差に対
応する増,減を加えることにより、加熱対象の温度を目
標値に制御することが出来る。
(2) The induction heating method according to the above (1), wherein the temperature of the object to be heated (1) is detected and the on-time is adjusted so as to match a target value. The temperature of the object to be heated can be controlled to a target value by adding, for example, an increase or decrease corresponding to the deviation of the detected temperature from the target temperature to the on-time obtained in the above (1).

【0024】(3)前記スイッチング素子(17)に逆並列
にダイオード(28)が接続されている場合に、該ダイオー
ドに流れる回生電流を検出し、前記スイッチング素子に
流れる電流と該回生電流との組合せに基づいて、前記電
気コイル(2)の直近に加熱対象(1)があるかおよび加熱対
象(1)の材質、の少なくとも一方を検出する、上記
(1)の誘導加熱方法。
(3) When a diode (28) is connected in anti-parallel to the switching element (17), a regenerative current flowing through the diode is detected, and a regenerative current between the switching element and the regenerative current is detected. The induction heating method according to the above (1), wherein based on the combination, at least one of the presence of the heating target (1) near the electric coil (2) and the material of the heating target (1) is detected.

【0025】回生電流の値は、図10に示すように、加
熱対象(1)の材質とスイッチング素子に流す負荷電流値
に依存し、加熱対象が導電率が高いアルミニュームのと
きには加熱対象が消費する電力が少ない。したがって回
生電流値が大きい。これは誘導加熱は不利であることを
意味する。加熱対象が鉄であるとアルミニュームとは逆
に、加熱対象の消費電力が大きく回生電流値が低く、誘
導加熱が有利であることを意味する。加熱対象がステン
レスであると、誘導加熱の電力消費特性はアルミと鉄の
中間である。誘導コイル(2)の近くに加熱対象が無い無
負荷の場合には、電力消費が無いので、過大な回生電流
が流れる。
As shown in FIG. 10, the value of the regenerative current depends on the material of the object to be heated (1) and the value of the load current flowing through the switching element. Less power to do. Therefore, the regenerative current value is large. This means that induction heating is disadvantageous. When the heating target is iron, contrary to aluminum, the power consumption of the heating target is large, the regenerative current value is low, and it means that induction heating is advantageous. If the object to be heated is stainless steel, the power consumption characteristic of induction heating is between aluminum and iron. When there is no object to be heated near the induction coil (2) and there is no load, there is no power consumption, and an excessive regenerative current flows.

【0026】このような、スイッチング素子に流す負荷
電流値に対する、ダイオードに流れる回生電流の、無負
荷あるいは加熱対象の材質による大きさの相違に着目し
て、加熱対象の有無及び加熱対象の材質を判定できる。
本実施態様(3)では、例えば、スイッチング素子のオ
ンデューティを順次に上げながら回生電流値(Sk)を
読取り、回生電流値(Sk)が所定値例えば20Aに達
した時のスイッチ電流値(Sin)が所定値たとえば3
0A以上であれば材質が鉄と判定し、そうではなくスイ
ッチ電流値(Sin)が10Aを越えれば材質がステン
レスと判定し、そうでは無いとさらにスイッチ電流値
(Sin)を上げて、回生電流値が80Aを越えると
き、スイッチ電流値(Sin)が3Aをこえると材質が
アルミニュームと判定し、そうではないと無負荷(ロー
ラなし)と判定する。
Focusing on the difference in the magnitude of the regenerative current flowing through the diode with respect to the load current value flowing through the switching element due to no load or the material to be heated, the presence or absence of the material to be heated and the material to be heated are determined. Can be determined.
In the embodiment (3), for example, the regenerative current value (Sk) is read while sequentially increasing the on-duty of the switching element, and the switch current value (Sin) when the regenerative current value (Sk) reaches a predetermined value, for example, 20A. ) Is a predetermined value, for example, 3
If the current is 0 A or more, the material is determined to be iron. Otherwise, if the switch current value (Sin) exceeds 10 A, the material is determined to be stainless steel. Otherwise, the switch current value (Sin) is further increased and the regenerative current is increased. When the value exceeds 80 A, if the switch current value (Sin) exceeds 3 A, the material is determined to be aluminum, otherwise, it is determined that there is no load (no roller).

【0027】また例えば、スイッチング素子の電流値が
2Aになるまでに回生電流値が40Aを越えると無負荷
(加熱対象無し)と判定し、そうではなくスイッチング
素子の電流値が5Aを超えるまでに回生電流値が60A
を越えると加熱対象はアルミあるいは誘導加熱不適材と
判定し、そうではなくスイッチング素子の電流値が10
Aを超えるまでに回生電流値が10Aを越えると加熱対
象はステンレスあるいはそれに相応する誘導加熱可能材
と判定し、そうではなくスイッチング素子の電流値が1
0Aを超えると加熱対象は鉄あるいはそれに相応する誘
導加熱適材と判定することも出来る。
For example, if the regenerative current value exceeds 40 A before the current value of the switching element becomes 2 A, it is determined that there is no load (there is no object to be heated). Regenerative current value is 60A
Is exceeded, the object to be heated is determined to be aluminum or an unsuitable material for induction heating.
If the regenerative current value exceeds 10 A before exceeding A, the object to be heated is determined to be stainless steel or a corresponding induction heatable material.
If it exceeds 0 A, the object to be heated can be determined to be iron or a material suitable for induction heating corresponding thereto.

【0028】(4)加熱対象の材質に応じて、前記オン
時間を調整する上記(3)の誘導加熱方法。上記(3)
の通り、同一値の電流をスイッチング素子に通電しても
加熱対象の材質によって回生電流値が異なるので、加熱
対象の電力消費(吸収)速度が異なる。すなわち昇温速
度が異なり、アルミでは温度上昇が遅く、鉄では早い。
そこで本実施態様(4)では、誘導加熱特性がよい基準
材質(例えば鉄)に定めた基準の温度上昇速度と同等の
速度で、誘導加熱特性が劣る材質(例えばステンレス)
も昇温するように、誘導加熱特性が劣る材質の場合にス
イッチング素子の電流値(PWMのオンデューティ)を
高く設定する。
(4) The induction heating method according to the above (3), wherein the on-time is adjusted according to the material to be heated. The above (3)
As described above, even when a current having the same value is applied to the switching element, the regenerative current value differs depending on the material to be heated, so that the power consumption (absorption) speed of the heating object differs. That is, the rate of temperature rise is different, and the temperature rise is slow in aluminum and fast in iron.
Therefore, in this embodiment (4), a material (for example, stainless steel) having inferior induction heating characteristics at a speed equivalent to a reference temperature rising speed determined for a reference material (for example, iron) having good induction heating characteristics.
The current value of the switching element (PWM on-duty) is set high in the case of a material having a poor induction heating characteristic so that the temperature also rises.

【0029】(5)加熱対象(1)に近接して配設されそ
れに誘導電流を生じさせて発熱させるための電気コイル
(2)及びそれに接続されたコンデンサ(10)を含む共振回
路(2,10);該共振回路に給電するための、交流を直流に
整流する整流回路(19);該整流回路の出力直流を前記共
振回路にチョッピング通電するためのスイッチング素子
(17)及びこれに逆並列に接続されたダイオード(28)を含
むインバータ回路(26);前記スイッチング素子をオン/
オフする駆動手段(15);前記電気コイル(2)と前記スイ
ッチング素子(17)との接続点の電圧を検出する電圧検出
手段(14);前記スイッチング素子に流れる電流を検出す
る手段(18);及び、前記電圧検出手段が検出した電圧の
共振振動に同期して前記駆動手段を介して前記スイッチ
ング素子をオンにして、スイッチング素子に流れる電流
が前記交流を整流した電圧波形に比例する包絡レベルの
瞬時値に到達するまでの時間に基づいたオン時間の後に
スイッチング素子をオフにする制御手段(16);を備える
誘導加熱装置。
(5) An electric coil disposed in close proximity to the object to be heated (1) to generate an induced current therein and generate heat.
(2) and a resonance circuit (2, 10) including a capacitor (10) connected thereto; a rectifier circuit (19) for rectifying AC to DC for supplying power to the resonance circuit; Switching element for energizing chopping in the resonance circuit
(17) and an inverter circuit (26) including a diode (28) connected in anti-parallel thereto;
Drive means (15) for turning off; voltage detection means (14) for detecting a voltage at a connection point between the electric coil (2) and the switching element (17); means (18) for detecting a current flowing through the switching element And an envelope level in which the switching element is turned on via the driving means in synchronization with the resonance oscillation of the voltage detected by the voltage detection means, and the current flowing through the switching element is proportional to the voltage waveform obtained by rectifying the AC. Control means for turning off the switching element after an on-time based on the time until the instantaneous value is reached.

【0030】これによれば、共振回路に印加される、交
流を整流した電圧波形が、例えば入力交流の正半波と略
相似の、高低変動が大きい場合(例えば図2の(b))
でも、スイッチング素子のPWM通電のデューティは格
別に変動しない。一定又は略一定となる。その結果、ス
イッチング素子に流れる電流のPWM1周期の間のピー
ク値は、図3に鋭い鋸歯状波(1波が1回のオン期間)
で示す値となり、そのピーク値の時系列分布が、交流を
整流した電圧波形に相似の包絡線を描く。この包絡線の
瞬時値を、スイッチング素子のオフタイミングの決定に
用いる。代わりに、共振回路に印加される整流回路の出
力すなわち交流を整流した電圧波形を検出しあるいは生
成して、それを前記包絡レベルとして用いてもよい。
According to this, when the voltage waveform applied to the resonance circuit and obtained by rectifying the alternating current is substantially similar to, for example, the positive half-wave of the input alternating current, and has large fluctuations in height (for example, FIG. 2B).
However, the PWM energization duty of the switching element does not fluctuate particularly. It is constant or almost constant. As a result, the peak value of the current flowing through the switching element during one PWM cycle is a sharp sawtooth wave (one wave is one ON period) in FIG.
, And the time series distribution of the peak values draws an envelope similar to the voltage waveform obtained by rectifying the alternating current. The instantaneous value of this envelope is used to determine the off timing of the switching element. Alternatively, an output of a rectifier circuit applied to the resonance circuit, that is, a voltage waveform obtained by rectifying an alternating current may be detected or generated and used as the envelope level.

【0031】いずれにしても、共振回路に印加される電
圧波形とスイッチング素子に流れる電流のPWM1周期
の間のピーク値が時系列で描く包絡線とは相似であり、
該電圧波形の電圧(瞬時値)にスイッチング素子に流れ
る電流(ピーク値)が比例し、PWM1周期の間のオン
時間が実質上一定となる。すなわち、PWMによるスイ
ッチング素子のオン/オフのオンデューティが実質上一
定になる。
In any case, the voltage waveform applied to the resonance circuit and the envelope drawn in time series with the peak value during one PWM cycle of the current flowing through the switching element are similar,
The current (peak value) flowing through the switching element is proportional to the voltage (instantaneous value) of the voltage waveform, and the ON time during one PWM cycle is substantially constant. In other words, the on / off on-duty of the switching element by PWM becomes substantially constant.

【0032】スイッチング素子のPWM通電のデューテ
ィが一定又は略一定となるので、交流を整流する回路の
平滑コンデンサは大容量でなくても、すなわち交流を整
流した電圧波形が入力交流の正半波と略相似の高低変動
が大きい場合でも、電圧が低いタイミングのときでも格
別な周波数低下を生じない。例えば20KHz以下の可
聴周波数に下がることが避けられる。
Since the duty of the PWM conduction of the switching element is constant or substantially constant, the smoothing capacitor of the circuit for rectifying the AC does not have a large capacity, that is, the voltage waveform obtained by rectifying the AC is equal to the positive half wave of the input AC. No significant frequency drop occurs even when the substantially similar level fluctuations are large or when the voltage is low. For example, dropping to an audible frequency of 20 KHz or less can be avoided.

【0033】(6)トナー像が付着した記録媒体(PR)を
加熱および加圧するための円筒状の導電体ローラ(1);
該導電体ローラの温度を検出する手段(20);該導電体ロ
ーラに近接して配設されそれに誘導電流を生じさせて発
熱させるための電気コイル(2)及びそれに接続されたコ
ンデンサ(10)を含む共振回路(2,10);該共振回路に給電
するための、交流を直流に整流する整流回路(19);該整
流回路の出力直流を前記共振回路にチョッピング通電す
るためのスイッチング素子(17)及びこれに逆並列に接続
されたダイオード(28)を含むインバータ回路(26);前記
スイッチング素子をオン/オフする駆動手段(15);前記
電気コイル(2)と前記スイッチング素子(17)との接続点
の電圧を検出する電圧検出手段(14);前記スイッチング
素子に流れる電流を検出する手段(29);及び、前記電圧
検出手段が検出した電圧の共振振動に同期して前記駆動
手段を介して前記スイッチング素子をオンにして、スイ
ッチング素子に流れる電流が前記交流を整流した電圧波
形に比例する包絡レベルの瞬時値に到達するまでの時間
に基づいたオン時間に、前記温度検出手段が検出した温
度の、目標温度に対する偏差に対応する補正を加えた時
間の後に、スイッチング素子をオフにする制御手段;を
備える定着装置。
(6) A cylindrical conductive roller (1) for heating and pressing the recording medium (PR) on which the toner image has adhered;
Means for detecting the temperature of the conductive roller (20); an electric coil (2) arranged close to the conductive roller to generate an induced current therein to generate heat and a capacitor (10) connected thereto A rectifying circuit (19) for supplying AC power to the resonant circuit and rectifying AC to DC; a switching element (10) for supplying an output DC of the rectifier circuit to the resonant circuit by chopping ( 17) and an inverter circuit (26) including a diode (28) connected in anti-parallel thereto; driving means (15) for turning on / off the switching element; the electric coil (2) and the switching element (17). Voltage detecting means (14) for detecting a voltage at a connection point with the voltage detecting means (14); means (29) for detecting a current flowing through the switching element; and the driving means in synchronization with resonance oscillation of the voltage detected by the voltage detecting means. The switching element is turned off through The target temperature of the temperature detected by the temperature detecting means during the on-time based on the time until the current flowing through the switching element reaches the instantaneous value of the envelope level proportional to the voltage waveform obtained by rectifying the AC. Control means for turning off the switching element after a time period in which a correction corresponding to a deviation from the correction value is applied.

【0034】これによれば、上記(5)に記述した作用
効果に加えて、導電体ローラ(1)の温度が目標値に自動
的に制御され、一定温度に維持される、と言う作用効果
が得られる。
According to this, in addition to the operation and effect described in (5) above, the operation and effect that the temperature of the conductive roller (1) is automatically controlled to the target value and is maintained at a constant temperature. Is obtained.

【0035】(7)感光体(414),これを荷電する手段
(419),感光体の荷電面に画像を表すための光を照射す
る露光手段(441-446),これによって形成された静電潜
像をトナーで顕像化する現像手段(420),顕像化したト
ナー像を、直接に又は中間転写媒体を介して間接に記録
媒体に転写する手段(415-416)、ならびに、該記録媒体
を加熱および加圧する上記(6)に記載の定着装置(42
3)、を備える画像形成装置。
(7) Photoconductor (414) and means for charging the photoconductor
(419), exposure means (441-446) for irradiating the charged surface of the photoreceptor with light for representing an image, developing means (420) for developing an electrostatic latent image formed by toner with toner, Means (415-416) for transferring the imaged toner image directly or indirectly to the recording medium via an intermediate transfer medium, and a fixing device according to the above (6), wherein the recording medium is heated and pressed. 42
3) An image forming apparatus comprising:

【0036】これによれば、定着装置(423)の導電体ロ
ーラ(1)の温度が目標値に自動的に制御され、一定温度
に維持されるので、定着品質が安定した画像記録が得ら
れる。
According to this, the temperature of the conductive roller (1) of the fixing device (423) is automatically controlled to a target value and is maintained at a constant temperature, so that image recording with stable fixing quality can be obtained. .

【0037】(8)記録媒体(PR)上に形成されたトナー
像を前記記録媒体へ定着する定着装置(423)であって、
導電性部材で形成された被加熱体(1)と、該被加熱体に
近接して配設され、該被加熱体に誘導電流を生じさせて
発熱させるためのコイル(2)と、該コイルに交番電流を
流すための、整流回路(8)および平滑コンデンサ(9)から
なる直流電源回路(19)と、前記コイル(2)とコンデンサ
(10)からなる共振回路(2,10),スイッチング素子(17)お
よびこれに逆並列に接続されるダイオード(28)からなる
インバータ回路(26)と、前記コイル(2)と前記スイッチ
ング素子(17)との接続点の電圧を検出する電圧検出手段
(14)と、前記スイッチング素子(17)に流れる電流を検出
する電流検出手段(29,18)と、その検出電流を平滑検出
レベルに調整する平滑検出レベル調整手段(12)と、該検
出した電圧値と平滑検出レベルと検出し電流値に基づい
て前記スイッチング素子(17)を駆動制御する制御手段(1
6)と、を有することを特徴とする誘導加熱型定着装置。
(8) A fixing device (423) for fixing the toner image formed on the recording medium (PR) to the recording medium,
An object to be heated (1) formed of a conductive member, a coil (2) disposed close to the object to be heated and generating heat by generating an induced current in the object to be heated; A DC power supply circuit (19) composed of a rectifier circuit (8) and a smoothing capacitor (9) for passing an alternating current through the coil (2) and a capacitor.
(10), an inverter circuit (26) including a switching element (17) and a diode (28) connected in anti-parallel thereto, the coil (2) and the switching element ( 17) Voltage detection means for detecting the voltage at the connection point with
(14), current detection means (29, 18) for detecting a current flowing through the switching element (17), a smooth detection level adjusting means (12) for adjusting the detected current to a smooth detection level, Control means (1) for controlling the drive of the switching element (17) based on a voltage value, a smoothing detection level, and a current value.
6) An induction heating type fixing device characterized by having:

【0038】これによれば、誘導加熱型定着装置におい
て、コイル(2)とスイッチング素子(17)との接続点の電
圧がほぼ0Vに達したかどうかと、コイル(2)に印加さ
れる電圧に比例した電流を電圧波形と相似に平滑化した
平滑検出レベルに検出電流値が達したかどうかにより高
周波を発生させるインバータ回路のスイッチングを行う
こととしたので、コイル(2)に印加される電圧自体は例
えば図2の(b)に示すように変動しても印加電圧の高
低に関わらず、スイッチング素子(17)のオン/オフ周波
数が一定となり、騒音の発生がない。また、例えば図2
の(b)に示すような電圧は、平滑コンデンサ(9)の容
量が極く小さい場合であり、無効電流が発生しないため
高調波電流規制に対応することができ、かつ、コイル電
流を検出してスイッチングを行っているため、加熱出力
を一定に保つことができるので、被加熱体の温度制御を
精度よく行うことができる。
According to this, in the induction heating type fixing device, whether the voltage at the connection point between the coil (2) and the switching element (17) has reached almost 0 V, and whether the voltage applied to the coil (2) is Since the switching of the inverter circuit that generates a high frequency depending on whether the detected current value has reached a smoothed detection level obtained by smoothing the current proportional to the voltage waveform in a similar manner to the voltage waveform is performed, the voltage applied to the coil (2) is The on / off frequency of the switching element (17) becomes constant irrespective of the level of the applied voltage even if it fluctuates as shown in FIG. Also, for example, FIG.
The voltage shown in (b) is when the capacity of the smoothing capacitor (9) is extremely small, and no reactive current is generated, so that it is possible to comply with the harmonic current regulation and to detect the coil current. Since the switching is performed, the heating output can be kept constant, so that the temperature of the object to be heated can be accurately controlled.

【0039】(9)記録媒体(PR)上に形成されたトナー
像を前記記録媒体へ定着する定着装置(423)であって、
導電性部材で形成された被加熱体(1)と、該被加熱体に
近接して配設され、該被加熱体に誘導電流を生じさせて
発熱させるためのコイル(2)と、該コイルに交番電流を
流すための、整流回路(8)および平滑コンデンサ(9)から
なる直流電源回路(19)と、前記コイル(2)とコンデンサ
(10)からなる共振回路(2,10),スイッチング素子(17)お
よびこれに逆並列に接続されるダイオード(28)からなる
インバータ回路(26)と、前記コイル(2)と前記スイッチ
ング素子(17)との接続点の電圧を検出する電圧検出手段
(14)と、前記ダイオ−ド(28)を流れる電流の電流値を検
出する電流検出手段(30,31)と、その検出電流を平滑検
出レベルに調整する平滑検出レベル調整手段と、該検出
した電圧値と平滑検出レベルと検出した電流値に基づい
て前記スイッチング素子を駆動制御する制御手段(16)
と、を有することを特徴とする誘導加熱型定着装置。
(9) A fixing device (423) for fixing the toner image formed on the recording medium (PR) to the recording medium,
An object to be heated (1) formed of a conductive member, a coil (2) disposed close to the object to be heated and generating heat by generating an induced current in the object to be heated; A DC power supply circuit (19) composed of a rectifier circuit (8) and a smoothing capacitor (9) for passing an alternating current through the coil (2) and a capacitor.
(10), an inverter circuit (26) including a switching element (17) and a diode (28) connected in anti-parallel thereto, the coil (2) and the switching element ( 17) Voltage detection means for detecting the voltage at the connection point with
(14) current detecting means (30, 31) for detecting the current value of the current flowing through the diode (28); smoothing detection level adjusting means for adjusting the detected current to a smooth detection level; Control means for driving and controlling the switching element based on the detected voltage value, the smoothed detection level and the detected current value (16)
And an induction heating type fixing device comprising:

【0040】これによれば、上記(8)の作用効果に加
え、た回生電流値(ダイオ−ドを流れる電流)に基づい
て前記スイッチング素子を駆動制御することにより、コ
イル電流に比べ、より小さい電流値を検出するため検出
部の損失を少なくできる。
According to this, in addition to the function and effect of the above (8), by controlling the driving of the switching element based on the regenerated current value (current flowing through the diode), the switching element is smaller than the coil current. Since the current value is detected, the loss of the detection unit can be reduced.

【0041】(10)記録媒体(PR)上に形成されたトナ
ー像を前記記録媒体へ定着する定着装置(423)であっ
て、導電性部材で形成された被加熱体(1)と、該被加熱
体に近接して配設され、該被加熱体に誘導電流を生じさ
せて発熱させるためのコイル(2)と、該コイルに交番電
流を流すための、整流回路(8)および平滑コンデンサ(9)
からなる直流電源回路(19)と、前記コイル(2)とコンデ
ンサ(10)からなる共振回路(2,10),スイッチング素子(1
7)およびこれに逆並列に接続されるダイオード(28)から
なるインバータ回路(26)と、前記コイル(2)と前記スイ
ッチング素子(17)との接続点の電圧を検出する電圧検出
手段(14)と、前記スイッチング素子(17)に流れる電流を
検出する電流検出手段1(18)と、その検出電流を平滑検
出レベル1に調整する平滑検出レベル調整手段1(12)
と、前記ダイオ−ド(28)を流れる電流の電流値を検出す
る電流検出手段2(30,31)と、その検出電流を平滑検出
レベル2に調整する平滑検出レベル調整手段2と、該検
出した電圧値と前記平滑検出レベル1,2と検出した電
流値1,2に基づいて前記スイッチング素子を駆動制御
する制御手段(16)と、を有することを特徴とする誘導加
熱型定着装置。
(10) A fixing device (423) for fixing a toner image formed on a recording medium (PR) to the recording medium, comprising: a heated member (1) formed of a conductive member; A coil (2) disposed close to the object to be heated, for generating an induced current in the object to be heated to generate heat, and a rectifier circuit (8) and a smoothing capacitor for flowing an alternating current through the coil. (9)
A DC power supply circuit (19), a resonance circuit (2, 10) including the coil (2) and a capacitor (10), and a switching element (1).
7) and an inverter circuit (26) composed of a diode (28) connected in anti-parallel thereto, and a voltage detecting means (14) for detecting a voltage at a connection point between the coil (2) and the switching element (17). ), A current detection means 1 (18) for detecting a current flowing through the switching element (17), and a smooth detection level adjustment means 1 (12) for adjusting the detected current to a smooth detection level 1.
Current detecting means 2 (30, 31) for detecting a current value of a current flowing through the diode (28); smoothing detection level adjusting means 2 for adjusting the detected current to a smooth detection level 2; An induction heating type fixing device comprising: a control unit (16) for controlling the driving of the switching element based on the detected voltage values, the smoothed detection levels 1 and 2, and the detected current values 1 and 2.

【0042】これによれば、上記(8)の作用効果に加
え、検出した電圧と平滑検出レベル1,2と検出した電
流値1,2に基づいて前記スイッチング素子を駆動制御
することにより、前記スイッチング素子(17)を上記
(8),(9)に比べより精度良く駆動制御できる。
According to this, in addition to the operation and effect of the above (8), by controlling the driving of the switching element based on the detected voltage, the smoothed detection levels 1 and 2 and the detected current values 1 and 2, The driving control of the switching element (17) can be performed with higher accuracy than the above (8) and (9).

【0043】(11)記録媒体(PR)上に形成されたトナ
ー像を前記記録媒体へ定着する定着装置(423)であっ
て、導電性部材で形成された被加熱体(1)と、該被加熱
体に近接して配設され、該被加熱体に誘導電流を生じさ
せて発熱させるためのコイル(2)と、該コイルに交番電
流を流すための、整流回路(8)および平滑コンデンサ(9)
からなる直流電源回路(19)と、前記コイル(2)とコンデ
ンサ(10)からなる共振回路(2,10),スイッチング素子(1
7)およびこれに逆並列に接続されるダイオード(28)から
なるインバータ回路(26)と、前記スイッチング素子(17)
に流れる電流を検出する電流検出手段(29,18)と、前記
インバータ回路(26)の回生電流を検出する回生電流検出
手段(30,31)と、前記インバータ回路の動作状態で前記
電流検出手段(29,18)により検出される電流および前記
回生電流検出手段(30,31)により検出される回生電流の
検出値に基づいて前記被加熱体の材質を判定する判定手
段(16)とを設けて構成したことを特徴とする誘導加熱型
定着装置。
(11) A fixing device (423) for fixing a toner image formed on a recording medium (PR) to the recording medium, comprising: a heated member (1) formed of a conductive member; A coil (2) disposed close to the object to be heated, for generating an induced current in the object to be heated to generate heat, and a rectifier circuit (8) and a smoothing capacitor for flowing an alternating current through the coil. (9)
A DC power supply circuit (19), a resonance circuit (2, 10) including the coil (2) and a capacitor (10), and a switching element (1).
7) and an inverter circuit (26) composed of a diode (28) connected in anti-parallel thereto, and the switching element (17)
Current detecting means (29, 18) for detecting a current flowing through the regenerative current detecting means (30, 31) for detecting a regenerative current of the inverter circuit (26), and the current detecting means in an operation state of the inverter circuit. Determining means (16) for determining a material of the object to be heated based on a current detected by (29, 18) and a detected value of regenerative current detected by the regenerative current detecting means (30, 31). An induction heating type fixing device characterized by comprising:

【0044】これによれば、誘導加熱型定着装置におい
て、負荷(1)と誘導コイル(2)との結合状態が負荷(1)の
材質によって異なり、これによってインバータ回路(26)
に流れるスイッチ電流および回生電流の値に違いをもた
らして特徴的な値を持つことを利用して、判定手段(16)
により、スイッチ電流と回生電流との検出データから負
荷の材質に特徴的な値を持つ両者の関係を見出して負荷
の材質判定を行うので、模倣品定着ローラによる画像品
質の低下を起さない。
According to this, in the induction heating type fixing device, the coupling state between the load (1) and the induction coil (2) differs depending on the material of the load (1), whereby the inverter circuit (26)
Utilizing the difference between the value of the switch current and the value of the regenerative current flowing in
Thus, since the relationship between the load current and the regenerative current, which has a characteristic value for the load material, is determined from the detection data of the switch current and the load material is determined, the image quality of the imitation product fixing roller does not deteriorate.

【0045】また、インバータ回路の入力電力や周波数
に依存しない特性としてスイッチ電流および回生電流の
検出データの値から負荷の材質を判定することができる
ようになり、スイッチ電流や回生電流の検出データを補
正したり判定のためのしきい値を変化させるなどの複雑
な構成を採用する必要がなくなる。
Further, as a characteristic independent of the input power and frequency of the inverter circuit, the material of the load can be determined from the values of the detection data of the switch current and the regenerative current. It is not necessary to employ a complicated configuration such as correcting or changing a threshold value for determination.

【0046】(12)記録媒体(1)上に形成されたトナ
ー像を前記記録媒体へ定着する定着装置(423)であっ
て、導電性部材で形成された被加熱体(1)と、該被加熱
体に近接して配設され、該被加熱体に誘導電流を生じさ
せて発熱させるためのコイル(2)と、該コイルに交番電
流を流すための、整流回路(8)および平滑コンデンサ(9)
からなる直流電源回路(19)と、前記コイル(2)とコンデ
ンサ(10)からなる共振回路(2,10),スイッチング素子(1
7)およびこれに逆並列に接続されるダイオード(28)から
なるインバータ回路(26)と、前記コイル(2)と前記スイ
ッチング素子(17)との接続点の電圧を検出する電圧検出
手段(14)と、前記スイッチング素子(17)に流れる電流1
を検出する電流検出手段1(29,18)と、その検出電流を
平滑検出レベル1に調整する平滑検出レベル調整手段1
(12)と、前記ダイオ−ド(28)を流れる電流の2を検出す
る電流検出手段2(30,31)と、該検出した電圧値と平滑
検出レベル1と電流1に基づいて前記スイッチング素子
(17)を駆動制御する制御手段(16)と、前記電流検出手段
1(29,18)により検出される電流1および前記電流検出手
段2(30,31)により検出される電流2に基づいて被加熱
体(1)の材質を判定する判定手段(16)とを設けて構成し
たことを特徴とする誘導加熱型定着装置。
(12) A fixing device (423) for fixing a toner image formed on a recording medium (1) to the recording medium, comprising: a heated member (1) formed of a conductive member; A coil (2) disposed close to the object to be heated, for generating an induced current in the object to be heated to generate heat, and a rectifier circuit (8) and a smoothing capacitor for flowing an alternating current through the coil. (9)
A DC power supply circuit (19), a resonance circuit (2, 10) including the coil (2) and a capacitor (10), and a switching element (1).
7) and an inverter circuit (26) composed of a diode (28) connected in anti-parallel thereto, and a voltage detecting means (14) for detecting a voltage at a connection point between the coil (2) and the switching element (17). ) And a current 1 flowing through the switching element (17).
Current detecting means 1 (29, 18) for detecting the current, and smoothing detection level adjusting means 1 for adjusting the detected current to the smooth detection level 1
(12), current detecting means 2 (30, 31) for detecting 2 of the current flowing through the diode (28), and the switching element based on the detected voltage value, smoothing detection level 1 and current 1.
Control means (16) for driving and controlling (17), and a current 1 detected by the current detecting means 1 (29, 18) and a current 2 detected by the current detecting means 2 (30, 31). An induction heating type fixing device, comprising: a determination unit (16) for determining a material of a body to be heated (1).

【0047】これによれば、上記(8),(11)の作
用効果に加え、スイッチング素子(17)に流れる電流1を
検出する電流検出手段1(29,18)をスイッチング素子駆
動制御と、被加熱体の材質判定とで共用することにより
安価となる。
According to this, in addition to the functions and effects of the above (8) and (11), the current detecting means 1 (29, 18) for detecting the current 1 flowing through the switching element (17) is controlled by the switching element drive, It is inexpensive by sharing it with the material determination of the object to be heated.

【0048】(13)記録媒体上(1)に形成されたトナ
ー像を前記記録媒体へ定着する定着装置(423)であっ
て、導電性部材で形成された被加熱体(1)と、該被加熱
体に近接して配設され、該被加熱体に誘導電流を生じさ
せて発熱させるためのコイル(2)と、該コイルに交番電
流を流すための、整流回路(8)および平滑コンデンサ(9)
からなる直流電源回路(19)と、前記コイル(2)とコンデ
ンサ(10)からなる共振回路(2,10),スイッチング素子(1
7)およびこれに逆並列に接続されるダイオード(28)から
なるインバータ回路(26)と、前記コイル(1)と前記スイ
ッチング素子(17)との接続点の電圧を検出する電圧検出
手段(14)と、前記スイッチング素子(17)に流れる電流1
を検出する電流検出手段1(29,18)と、前記ダイオ−ド
(28)を流れる電流2を検出する電流検出手段2(30,31)
と、その検出電流1を平滑検出レベルに調整する平滑検
出レベル調整手段1(12)と、該検出した電圧値と平滑検
出レベル1および検出した電流1に基づいて前記スイッ
チング素子(17)を駆動制御する制御手段(16)と、前記電
流検出手段1(29,18)により検出される電流1および前
記電流検出手段2(30,31)により検出される電流2に基
づいて前記被加熱体(1)の材質を判定する判定手段(16)
とを設けて構成したことを特徴とする誘導加熱型定着装
置。
(13) A fixing device (423) for fixing the toner image formed on the recording medium (1) to the recording medium, comprising: a heated body (1) formed of a conductive member; A coil (2) disposed close to the object to be heated, for generating an induced current in the object to be heated to generate heat, and a rectifier circuit (8) and a smoothing capacitor for flowing an alternating current through the coil. (9)
A DC power supply circuit (19), a resonance circuit (2, 10) including the coil (2) and a capacitor (10), and a switching element (1).
7) and an inverter circuit (26) composed of a diode (28) connected in anti-parallel thereto, and a voltage detecting means (14) for detecting a voltage at a connection point between the coil (1) and the switching element (17). ) And a current 1 flowing through the switching element (17).
Current detecting means 1 (29, 18) for detecting the
(28) Current detection means 2 for detecting the current 2 flowing through (28) (30, 31)
A smoothing detection level adjusting means 1 (12) for adjusting the detection current 1 to a smooth detection level; and driving the switching element (17) based on the detected voltage value, the smooth detection level 1 and the detected current 1. Control means (16) for controlling the heating target (based on the current 1 detected by the current detection means 1 (29, 18) and the current 2 detected by the current detection means 2 (30, 31); Judging means (16) for judging the material of 1)
And an induction heating type fixing device.

【0049】これによれば、上記(8),(9),(1
1)の作用効果に加え、ダイオード(28)に流れる電流2
を検出する電流検出手段2(30,31)を、スイッチング素
子(17)の駆動制御と、被加熱体(1)の材質判定とで共用
することにより安価となる。
According to this, the above (8), (9), (1)
In addition to the effect of 1), the current flowing through the diode (28) 2
Is reduced by sharing the current detection means 2 (30, 31) for detecting the current for driving control of the switching element (17) and judging the material of the object to be heated (1).

【0050】(14)記録媒体(PR)上に形成されたトナ
ー像を前記記録媒体へ定着する定着装置(423)であっ
て、導電性部材で形成された被加熱体(1)と、該被加熱
体に近接して配設され、該被加熱体に誘導電流を生じさ
せて発熱させるためのコイル(2)と、該コイルに交番電
流を流すための、整流回路(8)および平滑コンデンサ(9)
からなる直流電源回路(19)と、前記コイル(2)とコンデ
ンサ(10)からなる共振回路(2,10),スイッチング素子(1
7)およびこれに逆並列に接続されるダイオード(28)から
なるインバータ回路(26)と、前記コイル(2)と前記スイ
ッチング素子(17)との接続点の電圧を検出する電圧検出
手段(14)と、前記スイッチング素子(17)に流れる電流1
を検出する電流検出手段1(29,18)と、その検出電流を
平滑検出レベル1に調整する平滑検出レベル調整手段1
(12)と、前記ダイオ−ド(28)を流れる電流2を検出する
電流検出手段2(30,31)と、その検出電流を平滑検出レ
ベル2に調整する平滑検出レベル調整手段2と、該検出
した電圧値と前記平滑検出レベル1,2と電流1,2に
基づいて前記スイッチング素子(17)を駆動制御する制御
手段(16)と、前記電流検出手段1(29,18)により検出さ
れる電流1および前記電流検出手段2(30,31)により検
出される電流2に基づいて前記被加熱体(1)の材質を判
定する判定手段(16)とを設けて構成したことを特徴とす
る誘導加熱型定着装置。
(14) A fixing device (423) for fixing a toner image formed on a recording medium (PR) to the recording medium, comprising: a heated member (1) formed of a conductive member; A coil (2) disposed close to the object to be heated, for generating an induced current in the object to be heated to generate heat, and a rectifier circuit (8) and a smoothing capacitor for flowing an alternating current through the coil. (9)
A DC power supply circuit (19), a resonance circuit (2, 10) including the coil (2) and a capacitor (10), and a switching element (1).
7) and an inverter circuit (26) composed of a diode (28) connected in anti-parallel thereto, and a voltage detecting means (14) for detecting a voltage at a connection point between the coil (2) and the switching element (17). ) And a current 1 flowing through the switching element (17).
Current detection means 1 (29, 18) for detecting the current, and smooth detection level adjustment means 1 for adjusting the detected current to the smooth detection level 1
(12), a current detecting means 2 (30, 31) for detecting a current 2 flowing through the diode (28), a smooth detection level adjusting means 2 for adjusting the detected current to a smooth detection level 2, The control means (16) for controlling the drive of the switching element (17) based on the detected voltage value, the smoothing detection levels 1 and 2, and the currents 1 and 2, and the current detection means 1 (29, 18). Determining means (16) for determining the material of the object to be heated (1) based on the current 1 detected by the current detecting means 2 and the current 2 detected by the current detecting means 2 (30, 31). Induction heating type fixing device.

【0051】これによれば、上記(1),(2),
(3),(4)の作用効果に加え、スイッチング素子(1
7)に流れる電流1を検出する電流検出手段1(29,18)
と、ダイオード(28)に流れる電流2を検出する電流検出
手段2(30,31)を、スイッチング素子(17)の駆動制御
と、被加熱体(1)の材質判定とで共用することにより安
価となる。
According to this, the above (1), (2),
In addition to the effects of (3) and (4), the switching element (1
7) Current detection means 1 (29, 18) for detecting current 1 flowing through
And the current detecting means 2 (30, 31) for detecting the current 2 flowing in the diode (28) is shared by the drive control of the switching element (17) and the material judgment of the object to be heated (1). Becomes

【0052】[0052]

【発明の実施の形態】図1は、本発明を適用した誘導加
熱型定着装置の制御系のブロック図である。ここでは、
図15に示す従来例と同一機能を有する部材あるいは対
応する部材については既に説明した各図と同一の符号を
付し、その説明を省略する。
FIG. 1 is a block diagram of a control system of an induction heating type fixing apparatus to which the present invention is applied. here,
Members having the same functions or corresponding members as those in the conventional example shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals as those in the respective drawings described above, and description thereof will be omitted.

【0053】図1に示す誘導加熱型定着装置において
は、被加熱体1表面もしくはその近傍には、安全保護部
品である温度ヒューズ4が配設されており、インバータ
回路への電流はこの温度ヒューズ4を介して供給され、
被加熱体1が異常温度となった場合には温度ヒューズ4
によって電源電流が遮断される。
In the induction heating type fixing device shown in FIG. 1, a thermal fuse 4 as a safety protection component is disposed on or near the surface of the object 1 to be heated. 4 via
If the temperature of the object to be heated 1 becomes abnormal, the temperature fuse 4
As a result, the power supply current is cut off.

【0054】平滑コンデンサ9は、印加される高周波電
流の高周波発生対策として、また、装置のコストを低く
抑えるために、本装置では10μF以下のものを用いて
いる。これは、本装置に関しては、商用電源の交流(A
C100V)を整流して、そのままコイル2に印加する
ようにしているためである。これにより整流回路8およ
び平滑コンデンサ9を含む直流電源回路19から出力さ
れてコイル2および共振用コンデンサ10よりなるLC
共振回路に印加される電流は、図2の(b)に示したよ
うな全波整流波形となる。
The smoothing capacitor 9 has a capacitance of 10 μF or less in the present apparatus in order to prevent the applied high frequency current from being generated at a high frequency and to reduce the cost of the apparatus. This is because, for this device, the alternating current (A
C100V) is rectified and applied to the coil 2 as it is. As a result, the LC output from the DC power supply circuit 19 including the rectifier circuit 8 and the smoothing capacitor 9 and comprising the coil 2 and the resonance capacitor 10
The current applied to the resonance circuit has a full-wave rectified waveform as shown in FIG.

【0055】そして、高周波電流は、直流電源回路19
とLC共振回路(2+10)に対して直列に接続され
た、例えばトランジスタ、FETあるいはIGBTなど
からなるスイッチング素子であるスイッチ17を駆動回
路15によりスイッチングすることで供給される。スイ
ッチ17のオンタイミングは電圧検出回路14によって
決められ、電圧検出回路14がコイル2とスイッチ17
との接続点の電圧を検出して、本例ではそれがほぼ0V
になった時点でオン信号を制御回路16に出力して、駆
動回路15を介してスイッチ17をオンにする。
The high-frequency current is supplied to the DC power supply circuit 19.
And a switch 17 connected in series to the LC resonance circuit (2 + 10), which is a switching element composed of, for example, a transistor, an FET, or an IGBT, and the like. The ON timing of the switch 17 is determined by the voltage detection circuit 14, and the voltage detection circuit 14
Is detected, and in this example, it is almost 0 V
At this point, an ON signal is output to the control circuit 16 and the switch 17 is turned on via the drive circuit 15.

【0056】一方、スイッチ17のオフタイミングは、
電流検出回路18が検出するスイッチ17を流れる電流
によって決められる。すなわち、平滑電流検出レベル回
路12が生成する検出電流のピーク値の時系列包絡レベ
ルの瞬時値(現在値)にスイッチ17を流れる電流が到
達した時に、オフするようにオフ信号を制御回路16に
出力して、駆動回路15を介してスイッチ17をオフに
する。該包絡レベルは、以下に説明するが、直流電源回
路19の出力電圧波形に比例する(図3)。
On the other hand, when the switch 17 is turned off,
It is determined by the current flowing through the switch 17 detected by the current detection circuit 18. That is, when the current flowing through the switch 17 reaches the instantaneous value (current value) of the time series envelope level of the peak value of the detection current generated by the smoothing current detection level circuit 12, the off signal is sent to the control circuit 16 so as to turn off. Then, the switch 17 is turned off via the drive circuit 15. As described below, the envelope level is proportional to the output voltage waveform of the DC power supply circuit 19 (FIG. 3).

【0057】スイッチ17の上述オン/オフが繰り返さ
れることで、コイル2に高周波電流が流れて、被加熱体
1の誘導加熱が行われる。すなわちこのスイッチング動
作によりコイルに印加される高周波の周波数(スイッチ
ング周波数)が決定されることとなる。
When the switch 17 is repeatedly turned on and off, a high-frequency current flows through the coil 2 and induction heating of the object to be heated 1 is performed. That is, the high frequency (switching frequency) applied to the coil is determined by this switching operation.

【0058】ここで、平滑電流検出レベル回路12の機
能について説明する。図3は、スイッチ17に流れる電
流を実線で示すもので、直流電源回路19の出力である
全波整流電圧波形(図3上のコイル印加電圧V)の1つ
の波形の山部分も拡大して示すものである。コイル2に
印加される電圧をV、コイル2のインダクタンスをL、
コイル電流をi、スイッチ17の上述のオン/オフの繰
り返しにおけるオン時間をΔtとすると、一般的に下記
(1)式が成り立つ: Δi/Δt=V/L (1)。
Here, the function of the smoothing current detection level circuit 12 will be described. FIG. 3 shows the current flowing through the switch 17 by a solid line. The peak of one waveform of the full-wave rectified voltage waveform (the coil applied voltage V in FIG. 3) output from the DC power supply circuit 19 is also enlarged. It is shown. The voltage applied to the coil 2 is V, the inductance of the coil 2 is L,
Assuming that the coil current is i and the on-time in the above-described on / off repetition of the switch 17 is Δt, the following equation (1) generally holds: Δi / Δt = V / L (1).

【0059】ここで、コイル2に印加される電圧Vは全
波整流波形なので、電源電圧振幅をV0 とすると下記
(2)と置くことができる: V=V0 |sin(ωt)| (2)。
Here, since the voltage V applied to the coil 2 is a full-wave rectified waveform, if the amplitude of the power supply voltage is V0, it can be set as the following (2): V = V0 | sin (ωt) | .

【0060】(1)式に(2)式を代入すると、下記
(3)式となる: Δi/Δtconst =(V0 |sin(ωt)|)/Lconst (3)。
By substituting equation (2) into equation (1), the following equation (3) is obtained: Δi / Δtconst = (V0 | sin (ωt) |) / Lconst (3)

【0061】したがって、スイッチング周波数の逆数に
比例するΔtが一定の場合には、下記(4)式に示すよ
うになることが分かる: Δi=i0 |sin(ωt)| (4)。
Therefore, when Δt, which is proportional to the reciprocal of the switching frequency, is constant, it can be seen that the following equation (4) is obtained: Δi = i 0 | sin (ωt) | (4)

【0062】故に、Δtが一定の場合、VとΔiは比例
させることができる。ここで、i0は、コイル電流検出
レベル(図3上の1点鎖線)の振幅、V0 は電源電圧
(図3上の2点鎖線)の振幅である。
Therefore, when Δt is constant, V and Δi can be made proportional. Here, i0 is the amplitude of the coil current detection level (dotted line in FIG. 3), and V0 is the amplitude of the power supply voltage (dotted line in FIG. 3).

【0063】すなわち、本装置においては、平滑電流検
出レベル回路12が、電流検出回路18が検出した電流
値(Δtの間の電流ピーク値)を平滑化した包絡レベル
(図3上の1点鎖線)を発生する。この包絡レベルは、
Δtが一定であると直流電源回路19の出力電圧(図3
上の2点鎖線)に比例する。
That is, in the present apparatus, the smoothing current detection level circuit 12 smoothes the current value (current peak value during Δt) detected by the current detection circuit 18 (enlarged dashed line in FIG. 3). ). This envelope level is
If Δt is constant, the output voltage of DC power supply circuit 19 (FIG.
Upper two-dot chain line).

【0064】制御回路16が、電流検出回路18が検出
する電流値が平滑電流検出レベル回路12が発生する包
絡レベルに達すると、駆動回路15を介してスイッチ1
7をオフにする。これにより、オン時間Δtが一定とな
り、コイル印加電圧が変化しても、スイッチ17のオン
/オフの繰返しが一定の周波数となる。回路12でスイ
ッチ電流の時系列包絡レベルを生成するのに替えて、直
流電源回路19の出力電圧(図2)を検出して、それを
分圧あるいは増幅して上記包絡レベルに替えて用いても
よい。
When the current value detected by the current detection circuit 18 reaches the envelope level generated by the smoothing current detection level circuit 12, the control circuit 16
Turn 7 off. As a result, the ON time Δt becomes constant, and even if the voltage applied to the coil changes, the switch 17 is repeatedly turned on and off at a constant frequency. Instead of generating the time-series envelope level of the switch current in the circuit 12, the output voltage (FIG. 2) of the DC power supply circuit 19 is detected, and it is divided or amplified and used in place of the above-mentioned envelope level. Is also good.

【0065】なお、図1中、制御回路16は、被加熱体
1に接触して、または直近に配設されているサーミスタ
(不図示)が検出した温度により被加熱体1の温度が定
着に必要な温度となるように、目標温度に対する検出温
度の偏差に対応して上述のオン時間に補正を加える。す
なわちオフにするタイミングを遅くする、または早くす
る。あるいは、この補正は、前記包絡レベルを検出温度
の偏差に応じて昇降することによって行ってもよい。
In FIG. 1, the control circuit 16 determines whether the temperature of the heating target 1 is fixed by the temperature detected by a thermistor (not shown) disposed in contact with or in the vicinity of the heating target 1. The on-time is corrected in accordance with the deviation of the detected temperature from the target temperature so that the required temperature is obtained. That is, the timing of turning off is delayed or made earlier. Alternatively, this correction may be performed by raising and lowering the envelope level according to the deviation of the detected temperature.

【0066】回路用DC電源11は、電圧検出回路1
4,駆動回路15,制御回路16,電流検出回路18に
DC電源を供給するための簡易な安定化電源である(た
だし、図中、これら各部への配線経路については図示せ
ず)。
The circuit DC power supply 11 is
4, a simple stabilized power supply for supplying DC power to the drive circuit 15, the control circuit 16, and the current detection circuit 18 (however, wiring paths to these components are not shown in the figure).

【0067】図4は、従来例と本発明について、加熱出
力特性,スイッチング周波数特性および被加熱体温度特
性をまとめて示したものである。この図から分かるよう
に、加熱出力特性は、本発明と従来例は共に一定の出力
が得られている。スイッチング周波数特性は、本発明は
非可聴帯域で一定の周波数であるが、従来例は周波数が
変動し、可聴帯域(20kHz以下)内に入っている。
被加熱体温度特性は、本発明と従来例は共に一定の上昇
速度を示している。このように、従来例においては、騒
音が発生するなどの不利点があるのに対し、本発明を適
用した場合には、加熱出力特性,スイッチング周波数特
性および被加熱体温度特性のいずれも良好となる。
FIG. 4 collectively shows a heating output characteristic, a switching frequency characteristic, and a temperature characteristic of an object to be heated in the conventional example and the present invention. As can be seen from this figure, the heating output characteristics of the present invention and the conventional example are both constant. The switching frequency characteristic of the present invention is a constant frequency in the non-audible band, but in the conventional example, the frequency fluctuates and falls within the audible band (20 kHz or less).
The temperature characteristic of the object to be heated shows a constant rising speed in both the present invention and the conventional example. As described above, in the conventional example, there are disadvantages such as generation of noise. On the other hand, when the present invention is applied, all of the heating output characteristic, the switching frequency characteristic, and the temperature characteristic of the object to be heated are good. Become.

【0068】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明により明らかになろう。
Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.

【0069】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。なお、同一機能を有する部材については既に説
明した各図と同一の符号を付し、その説明を省略する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that members having the same functions are denoted by the same reference numerals as in the respective drawings described above, and description thereof will be omitted.

【0070】[0070]

【実施例】−第1実施例− 図5に、本発明の画像処理装置の1実施例を示す。この
実施例は、デジタルフルカラー複写機である。カラー画
像読み取り装置(以下、原稿スキャナという)200
は、コンタクトガラス202上の原稿180の画像を、
照明ランプ205,ミラー群204A,204B,20
4Cなど、およびレンズ206を介してカラーセンサ2
07に結像して、原稿のカラー画像情報を、例えば、ブ
ルー(以下、Bという),グリーン(以下、Gという)
およびレッド(以下、Rという)の色分解光毎に読み取
り、電気的な画像信号に変換する。カラーセンサ207
は、この例では、3ラインCCDセンサで構成されてお
り、B,G,Rの画像を色ごとに読取る。スキャナ20
0で得たB,G,Rの色分解画像信号強度レベルをもと
にして、図示省略された画像処理ユニット(20:図
2,3)にて色変換処理を行い、ブラック(以下、Bk
という),シアン(以下、Cという),マゼンダ(以
下、Mという)およびイエロー(以下、Yという)の記
録色情報を含むカラー画像データを得る。
FIG. 5 shows an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. This embodiment is a digital full-color copying machine. Color image reading device (hereinafter referred to as document scanner) 200
Is an image of the original 180 on the contact glass 202,
Illumination lamp 205, mirror group 204A, 204B, 20
4C and the like, and the color sensor 2 via the lens 206.
07, the color image information of the original is converted into, for example, blue (hereinafter, referred to as B) and green (hereinafter, referred to as G).
And red (hereinafter, referred to as R) color-separated light, and converted into an electrical image signal. Color sensor 207
Is composed of a three-line CCD sensor in this example, and reads B, G, and R images for each color. Scanner 20
0, color conversion processing is performed by an image processing unit (20: FIGS. 2 and 3) (not shown) based on the B, G, and R color separation image signal intensity levels obtained in step S0.
, Cyan (hereinafter, referred to as C), magenta (hereinafter, referred to as M), and yellow (hereinafter, referred to as Y) are obtained.

【0071】このカラー画像データを用い、次に述べる
カラー画像記録装置(以下、カラープリンタという)4
00によって、Bk,C,M,Yの画像を中間転写ベル
ト上に重ね形成し、そして転写紙に転写する。原稿スキ
ャナ200は、カラープリンタ400の動作とタイミン
グをとったスキャナースタート信号を受けて、照明ラン
プ205やミラー群204A,204B,204Cなど
からなる照明・ミラー光学系が左矢印方向へ原稿走査
し、1回走査毎に1色の画像データを得る。そして、そ
の都度、カラープリンタ400で順次、顕像化しつつ、
これらを中間転写ベルト上に重ね合わせて、4色のフル
カラー画像を形成する。
Using the color image data, a color image recording device (hereinafter referred to as a color printer) 4 described below
00, the images of Bk, C, M, and Y are overlaid on the intermediate transfer belt and transferred to a transfer sheet. The document scanner 200 receives a scanner start signal synchronized with the operation of the color printer 400, and scans a document in the direction of the left arrow by an illumination / mirror optical system including an illumination lamp 205 and mirror groups 204A, 204B, and 204C. One color image data is obtained for each scan. Each time, while sequentially visualizing the color printer 400,
These are superposed on the intermediate transfer belt to form four full-color images.

【0072】カラープリンタ400の、露光手段として
の書き込み光学ユニット401は、原稿スキャナ200
からのカラー画像データを光信号に変換して、原稿画像
に対応した光書き込みを行い、感光体ドラム414に静
電潜像を形成する。光書き込み光学ユニット401は、
レーザー発光器441,これを発光駆動する発光駆動制
御部(図示省略),ポリゴンミラー443,これを回転
駆動する回転用モータ444,fθレンズ442,反射
ミラー446などで構成されている。感光体ドラム41
4は、矢印で示す如く反時計廻りの向きに回転するが、
その周りには、感光体クリーニングユニット421,除
電ランプ414M,帯電器419,感光体ドラム上の潜
像電位を検知する電位センサー414D,リボルバー現
像装置420の選択された現像器,現像濃度パターン検
知器414P,中間転写ベルト415などが配置されて
いる。
The writing optical unit 401 as an exposure unit of the color printer 400 is
Is converted into an optical signal, optical writing corresponding to the original image is performed, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 414. The optical writing optical unit 401
It comprises a laser light emitter 441, a light emission drive controller (not shown) for driving the light emission, a polygon mirror 443, a rotation motor 444 for rotating the polygon mirror 443, an fθ lens 442, a reflection mirror 446, and the like. Photoconductor drum 41
4 rotates counterclockwise as shown by the arrow,
Around the photosensitive member cleaning unit 421, a neutralizing lamp 414M, a charger 419, a potential sensor 414D for detecting a latent image potential on the photosensitive drum, a selected developing device of the revolver developing device 420, and a developing density pattern detector 414P, an intermediate transfer belt 415, and the like are arranged.

【0073】リボルバー現像装置420は、BK現像器
420K,C現像器420C,M現像器420M,Y現
像器420Yと、各現像器を矢印で示す如く反時計回り
の向きに回転させる、リボルバー回転駆動部(図示省
略)などからなる。これら各現像器は、静電潜像を顕像
化するために、現像剤の穂を感光体ドラム414の表面
に接触させて回転する現像スリーブ420KS,420
CS,420MS,420YSと、現像剤を組み上げ撹
拌するために回転する現像パドルなどで構成されてい
る。待機状態では、リボルバー現像装置420はBK現
像器420で現像を行う位置にセットされており、コピ
ー動作が開始されると、原稿スキャナ200で所定のタ
イミングからBK画像データの読み取りがスタートし、
この画像データに基づき、レーザー光による光書き込み
すなわち潜像形成が始まる。以下、Bk画像データによ
る静電潜像をBk潜像という。C,M,Yの各画像デー
タについても同じ。このBk潜像の先端部から現像可能
とすべく、Bk現像器420Kの現像位置に潜像先端部
が到達する前に、現像スリーブ420KSを回転開始し
て、Bk潜像をBkトナーで現像する。そして、以後、
Bk潜像領域の現像動作を続けるが、潜像後端部がBk
潜像位置を通過した時点で、速やかに、Bk現像器42
0Kによる現像位置から次の色の現像器による現像位置
まで、リボルバー現像装置420を駆動して回動させ
る。この回動動作は、少なくとも、次の画像データによ
る潜像先端部が到達する前に完了させる。
The revolver developing device 420 includes a BK developing device 420K, a C developing device 420C, an M developing device 420M, and a Y developing device 420Y, and a revolver rotating drive for rotating each developing device in a counterclockwise direction as indicated by an arrow. (Not shown). In order to visualize the electrostatic latent image, each of these developing devices rotates developing sleeves 420 KS and 420 which rotate by contacting the ears of the developer with the surface of the photosensitive drum 414.
CS, 420MS, 420YS, and a developing paddle that rotates to assemble and stir the developer. In the standby state, the revolver developing device 420 is set at a position where development is performed by the BK developing device 420, and when a copy operation is started, reading of BK image data starts at a predetermined timing by the original scanner 200,
Based on the image data, optical writing by a laser beam, that is, latent image formation starts. Hereinafter, the electrostatic latent image based on the Bk image data is referred to as a Bk latent image. The same applies to each of the C, M, and Y image data. In order to enable development from the leading end of the Bk latent image, before the leading end of the latent image reaches the developing position of the Bk developing device 420K, the rotation of the developing sleeve 420KS is started to develop the Bk latent image with Bk toner. . And after that,
The developing operation of the Bk latent image area is continued, but the rear end of the latent image is
Immediately after passing the latent image position, the Bk developing device 42
The revolver developing device 420 is driven to rotate from the development position at 0K to the development position at the next color developing unit. This rotation operation is completed at least before the leading end of the latent image based on the next image data arrives.

【0074】像の形成サイクルが開始されると、感光体
ドラム414は矢印で示すように反時計回りの向きに回
動し、中間転写ベルト415は図示しない駆動モータに
より、時計回りの向きに回動する。中間転写ベルト41
5の回動に伴って、BKトナー像形成,Cトナー像形
成,Mトナー像形成およびYトナー像形成が順次行わ
れ、最終的に、BK,C,M,Yの順に中間転写ベルト
415上に重ねてトナー像が形成される。BK像の形成
は、以下のようにして行われる。
When the image forming cycle is started, the photosensitive drum 414 rotates counterclockwise as indicated by an arrow, and the intermediate transfer belt 415 is rotated clockwise by a drive motor (not shown). Move. Intermediate transfer belt 41
5, the BK toner image formation, the C toner image formation, the M toner image formation, and the Y toner image formation are sequentially performed, and finally, on the intermediate transfer belt 415 in the order of BK, C, M, and Y. , A toner image is formed. The formation of the BK image is performed as follows.

【0075】すなわち、帯電器419がコロナ放電によ
って、感光体ドラム414を負電荷で約−700Vに一
様に帯電する。つづいて、レーザーダイオード441
は、Bk信号に基づいてラスタ露光を行う。このように
ラスタ像が露光されたとき、当初、一様に荷電された感
光体ドラム414の露光された部分については、露光光
量に比例する電荷が消失し、静電潜像が形成される。リ
ボルバー現像装置420内のトナーは、フェライトキャ
リアとの撹拌によって負極性に帯電され、また、本現像
装置のBK現像スリーブ420KSは、感光体ドラム4
14の金属基体層に対して図示しない電源回路によっ
て、負の直流電位と交流とが重畳された電位にバイアス
されている。この結果、感光体ドラム414の電荷が残
っている部分には、トナーが付着せず、電荷のない部
分、つまり、露光された部分にはBkトナーが吸着さ
れ、潜像と相似なBk可視像が形成される。中間転写ベ
ルト415は、駆動ローラ415D,転写対向ローラ4
15T,クリーニング対向ローラ415Cおよび従動ロ
ーラ群に張架されており、図示しない駆動モータにより
回動駆動される。
That is, the charger 419 uniformly charges the photosensitive drum 414 with a negative charge to about -700 V by corona discharge. Then, the laser diode 441
Performs raster exposure based on the Bk signal. When the raster image is exposed in this manner, in the initially exposed portion of the photosensitive drum 414 that is uniformly charged, the charge proportional to the amount of exposure light disappears, and an electrostatic latent image is formed. The toner in the revolver developing device 420 is negatively charged by stirring with the ferrite carrier, and the BK developing sleeve 420KS of the developing device is
A negative direct current potential and an alternating current are biased by a power supply circuit (not shown) to the fourteen metal base layers. As a result, the toner does not adhere to the portion of the photosensitive drum 414 where the charge remains, and the Bk toner is adsorbed to the portion having no charge, that is, the exposed portion, and the Bk visible light similar to the latent image is obtained. An image is formed. The intermediate transfer belt 415 includes a drive roller 415D, a transfer opposing roller 4
15T, the cleaning opposing roller 415C, and a group of driven rollers, which are rotated and driven by a drive motor (not shown).

【0076】さて、感光体ドラム414上に形成したB
kトナー像は、感光体と接触状態で等速駆動している中
間転写ベルト415の表面に、ベルト転写コロナ放電器
(以下、ベルト転写部という。)416によって転写さ
れる。以下、感光体ドラム414から中間転写ベルト4
15へのトナー像転写を、ベルト転写と称する。感光体
ドラム414上の若干の未転写残留トナーは、感光体ド
ラム414の再使用に備えて、感光体クリーニングユニ
ット421で清掃される。ここで回収されたトナーは、
回収パイプを経由して図示しない排トナータンクに蓄え
られる。
The B formed on the photosensitive drum 414
The k toner image is transferred by a belt transfer corona discharger (hereinafter, referred to as a belt transfer unit) 416 to the surface of the intermediate transfer belt 415 that is driven at a constant speed in contact with the photoconductor. Hereinafter, the photosensitive drum 414 to the intermediate transfer belt 4
Transfer of the toner image onto the transfer belt 15 is referred to as belt transfer. Some untransferred residual toner on the photoconductor drum 414 is cleaned by the photoconductor cleaning unit 421 in preparation for reuse of the photoconductor drum 414. The toner collected here is
The toner is stored in a waste toner tank (not shown) via a collection pipe.

【0077】なお、中間転写ベルト415には、感光体
ドラム414に順次形成する、Bk,C,M,Yのトナ
ー像を、同一面に順次、位置合わせして、4色重ねのベ
ルト転写画像を形成し、その後、転写紙にコロナ放電転
写器にて一括転写を行う。ところで、感光体ドラム41
4側では、BK画像の形成工程のつぎに、C画像の形成
工程に進むが、所定のタイミングから、原稿スキャナ2
00によるC画像データの読み取りが始まり、その画像
データによるレーザー光書き込みで、C潜像の形成を行
う。C現像器420Cは、その現像位置に対して、先の
Bk潜像後端部が通過した後で、かつ、C潜像先端が到
達する前に、リボルバー現像装置の回転動作を行い、C
潜像をCトナーで現像する。以降、C潜像領域の現像を
つづけるが、潜像後端部が通過した時点で、先のBk現
像器の場合と同様にリボルバー現像装置420を駆動し
て、C現像器420Cを送り出し、つぎのM現像器42
0Mを現像位置に位置させる。この動作もやはり、つぎ
のM潜像先端部が現像部に到達する前に行う。なお、M
およびYの各像の形成工程については、それぞれの画像
データの読み取り、潜像形成,現像の動作が、上述のB
k像や、C像の工程に準ずるので、説明は省略する。
On the intermediate transfer belt 415, the Bk, C, M, and Y toner images formed sequentially on the photosensitive drum 414 are sequentially aligned on the same surface, and a four-color superposed belt transfer image is formed. After that, batch transfer is performed on transfer paper by a corona discharge transfer device. By the way, the photosensitive drum 41
On the fourth side, the process proceeds to the C image forming process after the BK image forming process.
The reading of the C image data by 00 starts, and the formation of the C latent image is performed by writing the laser light with the image data. The C developing device 420C rotates the revolver developing device with respect to the developing position after the trailing edge of the previous Bk latent image has passed and before the leading end of the C latent image has arrived.
The latent image is developed with C toner. Thereafter, the development of the C latent image area is continued, but when the rear end of the latent image has passed, the revolver developing device 420 is driven as in the case of the Bk developing device, and the C developing device 420C is sent out. M developing unit 42
0M is located at the development position. This operation is also performed before the leading end of the next M latent image reaches the developing unit. Note that M
In the process of forming each image of Y and Y, the operations of reading image data, forming a latent image, and developing are performed in the above-described B mode.
The description is omitted because it is in accordance with the steps of the k image and the C image.

【0078】ベルトクリーニング装置415Uは、入口
シール,ゴムブレード,排出コイルおよび、これら入口
シールやゴムブレードの接離機構により構成される。1
色目のBk画像をベルト転写した後の、2,3,4色目
の画像をベルト転写している間は、ブレード接離機構に
よって、中間転写ベルト面から入口シール,ゴムブレー
ドなどは離間させておく。
The belt cleaning device 415U includes an inlet seal, a rubber blade, a discharge coil, and a mechanism for contacting and separating the inlet seal and the rubber blade. 1
While the second, third, and fourth color images are being transferred to the belt after the Bk image of the color is transferred to the belt, the entrance seal, the rubber blade, and the like are separated from the intermediate transfer belt surface by the blade contact / separation mechanism. .

【0079】紙転写コロナ放電器(以下、紙転写器とい
う。)417は、中間転写ベルト415上の重ねトナー
像を転写紙に転写するべく、コロナ放電方式にて、AC
+DCまたは、DC成分を転写紙および中間転写ベルト
に印加するものである。
A paper transfer corona discharger (hereinafter, referred to as a paper transfer device) 417 uses an AC corona discharge method to transfer the superposed toner image on the intermediate transfer belt 415 to transfer paper.
+ DC or a DC component is applied to the transfer paper and the intermediate transfer belt.

【0080】転写紙カセット482には、転写紙が収納
されており、給紙コロ483によってレジストローラ対
418R方向に給紙・搬送される。なお、符号412B
2は、OHP用紙や厚紙などを手差しするための給紙ト
レイを示している。像形成が開始される時期に、転写紙
が給紙トレイから給送され、レジストローラ対418R
のニップ部にて待機している。そして、紙転写器417
に中間転写ベルト415上のトナー像の先端がさしかか
るときに、丁度、転写紙先端がこの像の先端に一致する
如くにレジストローラ対418Rが駆動され、紙と像と
の合わせが行われる。このようにして、転写紙が中間転
写ベルト上の色重ね像と重ねられて、正電位につながれ
た紙転写器417の上を通過する。このとき、コロナ放
電電流で転写紙が正電荷で荷電され、トナー画像の殆ど
が転写紙上に転写される。つづいて、紙転写器417の
左側に配置した図示しない除電ブラシによる分離除電器
を通過するときに、転写紙は除電され、中間転写ベルト
415から剥離されて紙搬送ベルト422に移る。中間
転写ベルト面から4色重ねトナー像を一括転写された転
写紙は、紙搬送ベルト422で定着器423に搬送さ
れ、所定温度にコントロールされた定着ローラと加圧ロ
ーラのニップ部でトナー像を溶融定着され、排出ロール
対424で本体外に送り出され、図示省略のコピートレ
イに表向きにスタックされる。
Transfer paper is stored in the transfer paper cassette 482, and is fed and conveyed in the direction of the registration roller pair 418 R by the paper feed roller 483. Note that reference numeral 412B
Reference numeral 2 denotes a paper feed tray for manually feeding OHP paper or thick paper. At the time when the image formation is started, the transfer paper is fed from the paper feed tray and the registration roller pair 418R is used.
Waiting at the nip. Then, the paper transfer device 417
When the leading edge of the toner image on the intermediate transfer belt 415 is approaching, the registration roller pair 418R is driven so that the leading edge of the transfer paper coincides with the leading edge of the image, and the paper and the image are aligned. In this way, the transfer paper is superimposed on the color superimposed image on the intermediate transfer belt, and passes over the paper transfer unit 417 connected to the positive potential. At this time, the transfer paper is charged with a positive charge by the corona discharge current, and most of the toner image is transferred onto the transfer paper. Subsequently, when the transfer paper passes through a separation static eliminator by a static elimination brush (not shown) disposed on the left side of the paper transfer device 417, the transfer paper is discharged, separated from the intermediate transfer belt 415, and moved to the paper transport belt 422. The transfer paper on which the four-color superimposed toner image is collectively transferred from the intermediate transfer belt surface is conveyed to a fixing device 423 by a paper conveyance belt 422, and the toner image is formed at a nip portion between a fixing roller and a pressure roller controlled to a predetermined temperature. The sheet is melted and fixed, sent out of the main body by a discharge roll pair 424, and stacked face up on a copy tray (not shown).

【0081】なお、ベルト転写後の感光体ドラム414
は、ブラシローラ,ゴムブレードなどからなる感光体ク
リーニングユニット421で表面をクリーニングされ、
また、除電ランプ414Mで均一除電される。また、転
写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト415
は、再び、クリーニングユニット415Uのブレード接
離機構でブレードを押圧して表面をクリーニングする。
リピートコピーの場合には、スキャナの動作および感光
体への画像形成は、1枚目の4色目画像工程にひきつづ
き、所定のタイミングで2枚目の1色目画像工程に進
む。中間転写ベルト415の方は、1枚目の4色重ね画
像の転写紙への一括転写工程にひきつづき、表面をベル
トクリーニング装置でクリーニングされた領域に、2枚
目のBkトナー像がベルト転写されるようにする。その
後は、1枚目と同様動作になる。
The photosensitive drum 414 after belt transfer
Is cleaned by a photoreceptor cleaning unit 421 including a brush roller, a rubber blade, and the like.
Further, the charge is uniformly removed by the charge removing lamp 414M. Further, the intermediate transfer belt 415 after transferring the toner image to the transfer paper
Again, the blade is pressed by the blade contact / separation mechanism of the cleaning unit 415U to clean the surface.
In the case of the repeat copy, the operation of the scanner and the image formation on the photosensitive member follow the fourth-color image process of the first sheet, and proceed to the second-color image process at a predetermined timing. In the case of the intermediate transfer belt 415, the second Bk toner image is belt-transferred to an area whose surface has been cleaned by the belt cleaning device, following the batch transfer process of the first four-color superimposed image onto transfer paper. So that Thereafter, the operation is the same as that of the first sheet.

【0082】図5に示すカラー複写機は、パ−ソナルコ
ンピュ−タ等のホストから、LAN又はパラレルI/F
を通じてプリントデ−タが与えられるとそれをカラープ
リンタ400でプリントアウト(画像出力)でき、しか
も原稿スキャナ200で読取った画像データを遠隔のフ
アクシミリに送信し、受信する画像データもプリントア
ウトできる複合機能つきのカラー複写機である。この複
写機は、構内交換器PBXを介して公衆電話網に接続さ
れ、公衆電話網を介して、ファクシミリ交信やサ−ビス
センタの管理サ−バと交信することができる。
The color copying machine shown in FIG. 5 is provided from a host such as a personal computer via a LAN or a parallel I / F.
When the print data is given through the MFP, the color data can be printed out (image output) by the color printer 400, and the image data read by the original scanner 200 can be transmitted to a remote facsimile, and the received image data can be printed out. Is a color copier. This copier is connected to a public telephone network via a private branch exchange PBX, and can communicate with a facsimile communication and a management server of a service center via the public telephone network.

【0083】図6に、図5に示す複写機の電気系システ
ムを示す。原稿を光学的に読み取る原稿スキャナ200
は、読み取りユニットにて、原稿に対するランプ照射の
反射光をミラー及びレンズにより受光素子207に集光
する。受光素子(本実施例ではCCD)は、センサー・
ボード・ユニットSBU(以下単にSBUと称す)にあ
り、CCDに於いて電気信号に変換された画像信号は、
SBU上でディジタル信号すなわち読取った画像デ−タ
に変換された後、SBUから、画像処理200に出力さ
れる。
FIG. 6 shows an electric system of the copying machine shown in FIG. Document scanner 200 for optically reading a document
In the reading unit, reflected light of the lamp irradiation on the document is condensed on the light receiving element 207 by a mirror and a lens in the reading unit. The light receiving element (CCD in this embodiment) is a sensor
An image signal converted to an electric signal in the CCD is provided in a board unit SBU (hereinafter simply referred to as SBU).
After being converted into a digital signal, that is, read image data on the SBU, the image data is output from the SBU to the image processor 200.

【0084】複合機能コントローラ100の中のシステ
ムコントローラ106と、プリンタ400の中のプロセ
スコントローラは、パラレルバスPb及びシリアルバス
Sbを介して相互に通信を行う。画像処理300は、そ
の内部に於いてパラレルバスPbとシリアルバスSbと
のデータインターフェースのためのデータフォーマット
変換を行う。
The system controller 106 in the multifunction controller 100 and the process controller in the printer 400 communicate with each other via a parallel bus Pb and a serial bus Sb. The image processing 300 internally performs data format conversion for a data interface between the parallel bus Pb and the serial bus Sb.

【0085】SBUからの読取り画像デ−タは、画像処
理300に転送され、画像処理が、光学系及びディジタ
ル信号への量子化に伴う信号劣化(スキャナ系の信号劣
化:スキャナ特性による読取り画像デ−タの歪)を補正
し、該画像デ−タを複写機能コントロ−ラ100に転送
してメモリMEMに書込む。又は、プリンタ出力のため
の処理を施してプリンタ400に与える。
The read image data from the SBU is transferred to the image processing 300, and the image processing is performed for the signal deterioration due to the quantization into the optical system and the digital signal (the signal deterioration of the scanner system: the read image data due to the scanner characteristics). The image data is transferred to the copying function controller 100 and written into the memory MEM. Alternatively, a process for printer output is performed and the result is given to the printer 400.

【0086】すなわち、画像処理300には、読取り画
像デ−タをメモリMEMに蓄積して再利用するジョブ
と、メモリMEMに蓄積しないでビデオ・データ制御V
DC(以下、単にVDCと称す)に出力してレ−ザプリ
ンタ400で作像出力するジョブとがある。メモリME
Mに蓄積する例としては、1枚の原稿を複数枚複写する
場合、読み取りユニットを1回だけ動作させ、読取り画
像デ−タをメモリMEMに蓄積し、蓄積データを複数回
読み出す使い方がある。メモリMEMを使わない例とし
ては、1枚の原稿を1枚だけ複写する場合、読取り画像
デ−タをそのままプリンタ出力用に処理すれば良いの
で、メモリMEMへの書込みを行う必要はない。
That is, the image processing 300 includes a job for storing the read image data in the memory MEM for reuse and a video data control V without storing the image data in the memory MEM.
There is a job for outputting to DC (hereinafter simply referred to as VDC) and for forming and outputting an image with the laser printer 400. Memory ME
As an example of storing the data in the M, when copying a plurality of originals, the reading unit is operated only once, the read image data is stored in the memory MEM, and the stored data is read a plurality of times. As an example in which the memory MEM is not used, when only one document is copied, it is only necessary to process the read image data as it is for the printer output, so that there is no need to write in the memory MEM.

【0087】まず、メモリMEMを使わない場合、画像
処理300は、読取り画像データに画像読取り補正を施
してから、面積階調に変換するための画質処理を行う。
画質処理後の画像データはVDCに転送する。面積階調
に変化された信号に対し、ドット配置に関する後処理及
びドットを再現するためのパルス制御をVDCで行い、
レ−ザプリンタ400の作像ユニットに於いて転写紙上
に再生画像を形成する。
First, when the memory MEM is not used, the image processing 300 performs image reading correction on read image data and then performs image quality processing for conversion to area gradation.
The image data after the image quality processing is transferred to the VDC. With respect to the signal changed to the area gradation, post-processing related to dot arrangement and pulse control for reproducing dots are performed by VDC,
The reproduced image is formed on the transfer paper in the image forming unit of the laser printer 400.

【0088】メモリMEMに蓄積し、それからの読み出
し時に付加的な処理、例えば画像方向の回転,画像の合
成等を行う場合は、画像読取り補正を施した画像データ
は、パラレルバスPbを経由して画像メモリアクセス制
御IMAC(以下単にIMACと称す)に送られる。こ
こではシステムコントローラ106の制御に基づき画像
データとメモリモジュ−ルMEM(以下単にMEMと称
す)のアクセス制御,外部パソコンPC(以下単にPC
と称す)のプリント用データの展開(文字コ−ド/キャ
ラクタビット変換),メモリー有効活用のための画像デ
ータの圧縮/伸張を行う。IMACへ送られたデータ
は、データ圧縮後MEMへ蓄積し、蓄積データを必要に
応じて読み出す。読み出しデータは伸張し、本来の画像
データに戻しIMACからパラレルバスPb経由で画像
処理300へ戻される。
When additional processing, for example, rotation in the image direction, synthesis of images, and the like are performed when the data is stored in the memory MEM and read out from the memory MEM, the image data subjected to the image reading correction is transmitted via the parallel bus Pb. It is sent to the image memory access control IMAC (hereinafter simply referred to as IMAC). Here, access control of image data and a memory module MEM (hereinafter simply referred to as MEM) is performed based on the control of the system controller 106, and an external personal computer PC (hereinafter simply referred to as PC).
) (Character code / character bit conversion) and compression / expansion of image data for effective use of memory. The data sent to the IMAC is stored in the MEM after data compression, and the stored data is read as necessary. The read data is expanded, returned to the original image data, and returned from the IMAC to the image processing 300 via the parallel bus Pb.

【0089】画像処理300へ戻されると、そこで画質
処理を、そしてVDCでのパルス制御を行い、作像ユニ
ットに於いて転写紙上に顕像(トナ−像)を形成する。
When the process returns to the image processing 300, image quality processing and pulse control at VDC are performed, and a visual image (toner image) is formed on transfer paper in the image forming unit.

【0090】複合機能の1つであるFAX送信機能は、
原稿スキャナ200の読取り画像データを画像処理30
0にて画像読取り補正を施し、パラレルバスPbを経由
してFAX制御ユニットFCU(以下単にFCUと称
す)へ転送する。FCUにて公衆回線通信網PN(以下
単にPNと称す)へのデータ変換を行い、PNへFAX
データとして送信する。FAX受信は、PNからの回線
データをFCUにて画像データへ変換し、パラレルバス
Pb及びCDICを経由してIPPへ転送される。この
場合特別な画質処理は行わず、VDCにおいてドット再
配置及びパルス制御を行い、作像ユニットに於いて転写
紙上に顕像を形成する。
The fax transmission function, which is one of the composite functions,
The image data read by the original scanner 200 is subjected to image processing 30.
At 0, the image is read and corrected and transferred to the FAX control unit FCU (hereinafter simply referred to as FCU) via the parallel bus Pb. The FCU converts data to the public line communication network PN (hereinafter simply referred to as PN) and faxes it to the PN.
Send as data. In FAX reception, line data from the PN is converted into image data by the FCU, and is transferred to the IPP via the parallel bus Pb and the CDIC. In this case, no special image quality processing is performed, dot rearrangement and pulse control are performed in the VDC, and a visible image is formed on the transfer paper in the image forming unit.

【0091】複数ジョブ、例えばコピー機能,FAX送
受信機能およびプリンタ出力機能、が並行に動作する状
況に於いて、読み取りユニット、作像ユニット及びパラ
レルバスPb使用権のジョブへの割り振りを、システム
コントロ−ラ106及びプロセスコントロラにて制御す
る。
In a situation where a plurality of jobs, for example, a copy function, a facsimile transmission / reception function and a printer output function, operate in parallel, the allocation of the reading unit, the image forming unit and the right to use the parallel bus Pb to the job is performed by the system controller. Controller 106 and the process controller.

【0092】プリンタ400のプロセスコントローラ
は、画像データの流れを制御し、システムコントローラ
106はシステム全体を制御し、各リソースの起動を管
理する。このデジタル複合機能複写機の機能選択は、操
作ボ−ドOPBにて選択入力し、コピー機能,FAX機
能等の処理内容を設定する。
The process controller of the printer 400 controls the flow of image data, and the system controller 106 controls the entire system and manages the activation of each resource. The function selection of this digital multifunction copying machine is made by selecting and inputting through the operation board OPB, and setting the processing contents such as the copy function and the FAX function.

【0093】定着ユニット423(定着装置423の電
気系システム)の後述する制御回路16は、シリアルバ
スSbを介してシステムコントローラ106によって制
御され、定着ユニット423内の状態情報をシステムコ
ントローラ106に報知する。
A control circuit 16, which will be described later, of the fixing unit 423 (electrical system of the fixing device 423) is controlled by the system controller 106 via the serial bus Sb, and notifies the system controller 106 of status information in the fixing unit 423. .

【0094】図7に、定着装置423の機構横断面を示
す。定着装置423には、矢印a方向に回転駆動可能に
設けられた加熱対象すなわち被加熱体である定着ローラ
1と、該定着ローラ1に圧接して設けられ定着ローラ1
の回転に伴って従動回転する加圧ローラ6とを有する。
定着ローラ1は、導電体の円筒形中空パイプであり、例
えば炭素鋼管,ステンレス合金管あるいはアルミニウム
合金管などの導電性部材から形成され、その外周面にフ
ッ素樹脂をコーティングして、表面に耐熱離型性層が形
成されている。なお、定着ローラ1は、導電性磁性部材
のもの(例えば炭素鋼管,ステンレス合金管)とするの
が好ましい。一方、加圧ローラ6は、軸芯61の周囲
に、表面離型性耐熱ゴム層であるシリコンゴム層62が
形成されたものである。
FIG. 7 shows a mechanism cross section of the fixing device 423. The fixing device 423 includes a fixing roller 1, which is a heating object, that is, a body to be heated, rotatably driven in the direction of arrow a, and a fixing roller 1 provided in pressure contact with the fixing roller 1.
And a pressure roller 6 that rotates following the rotation of the roller.
The fixing roller 1 is a conductive hollow cylindrical pipe made of a conductive material such as a carbon steel pipe, a stainless alloy pipe, or an aluminum alloy pipe. A mold layer is formed. The fixing roller 1 is preferably made of a conductive magnetic member (for example, a carbon steel pipe or a stainless alloy pipe). On the other hand, the pressure roller 6 is formed by forming a silicon rubber layer 62 which is a surface releasable heat-resistant rubber layer around a shaft core 61.

【0095】定着ローラ1の内部は、図8の(a)およ
び(b)に示すように、定着ローラ1に誘導電流を発生
させ、定着ローラ1を発熱させるためのコイル2が、角
柱状のコア3に巻き回されて、複数配設されている。コ
イル2は定着ローラ1との間に定着ローラ1が回転自在
となるように僅かなギャップを隔てて、図示しない心棒
で固定されている。また、コイル2は表面に融着層と絶
縁層を持つ直径0.8mmの単一またはリッツ銅線を用
いて、コア3に巻装されており、コア3は、例えば、フ
ェライトコアまたは積層コアからなる。
As shown in FIGS. 8A and 8B, a coil 2 for generating an induction current in the fixing roller 1 and causing the fixing roller 1 to generate heat is provided inside the fixing roller 1 in the form of a prism. A plurality of coils are wound around the core 3. The coil 2 is fixed with a mandrel (not shown) with a slight gap between the coil 2 and the fixing roller 1 so that the fixing roller 1 can rotate. The coil 2 is wound around the core 3 using a single or litz copper wire having a diameter of 0.8 mm and having a fusion layer and an insulating layer on the surface, and the core 3 is, for example, a ferrite core or a laminated core. Consists of

【0096】定着ローラ1の上方には、定着ローラの温
度を検出するためのサーミスタ(図示省略)と、温度の
異常上昇時の安全機構として、異常な高温を検知した場
合にコイル2への通電を切断する温度ヒューズ4(図
7)が設けられている。さらに、先端部が定着ローラ1
の表面に摺接するように設けられた分離爪5(図7)が
設けられている。
Above the fixing roller 1, a thermistor (not shown) for detecting the temperature of the fixing roller, and as a safety mechanism when the temperature rises abnormally, energizing the coil 2 when an abnormally high temperature is detected. Is provided. Further, the tip is a fixing roller 1
Is provided with a separating claw 5 (FIG. 7) provided so as to be in sliding contact with the surface.

【0097】なお、定着ローラ1は、その両端の外周に
スベリ軸受部が形成され、定着ユニットフレームに回転
自在に取り付けられている。さらに、定着ローラ1は、
その片端に図示しない駆動ギアが固定され、この駆動ギ
アに接続されたモータなどの図示しない駆動源によって
回転駆動される。
The fixing roller 1 has sliding bearings formed on the outer periphery of both ends thereof, and is rotatably mounted on the fixing unit frame. Further, the fixing roller 1
A drive gear (not shown) is fixed to one end, and is driven to rotate by a drive source (not shown) such as a motor connected to the drive gear.

【0098】図9に、定着装置423の電気システムを
示す。インバータ回路26に給電する直流電源回路19
は、交流入力回路13の出力を整流すると共に、その整
流出力は平滑用チョークコイル22を介して直流電源ラ
イン23,25間に与えるようになっており、その電源
ライン23,25間に平滑コンデンサ9を接続した構成
となっている。
FIG. 9 shows an electric system of the fixing device 423. DC power supply circuit 19 for supplying power to inverter circuit 26
Rectifies the output of the AC input circuit 13 and supplies the rectified output between the DC power supply lines 23 and 25 via the smoothing choke coil 22. 9 are connected.

【0099】交流入力回路13は、商用交流電源の出力
を電源プラグ,電源スイッチおよびヒューズを介して受
ける交流電源ラインを備えており、その電源ライン間に
バリスタおよび雑音防止用コンデンサを接続したもので
ある。
The AC input circuit 13 is provided with an AC power supply line for receiving the output of a commercial AC power supply through a power supply plug, a power supply switch and a fuse. A varistor and a noise prevention capacitor are connected between the power supply lines. is there.

【0100】インバータ回路26は、シングルエンド方
式のもので、直流電源ライン23,25間に、共振コイ
ルとしての加熱コイル2およびスイッチング素子として
のIGBTであるスイッチ17のコレクタ・エミッタ間
を直列に接続すると共に、フライホイールダイオード2
8をスイッチ17と逆並列状態に接続し、さらに、加熱
コイル2と並列に共振コンデンサ10を接続することに
より構成されている。加熱コイル2は、定着ローラ1に
対して高周波磁界を鎖交させるためのものである。
The inverter circuit 26 is of a single-end type. The heating coil 2 as a resonance coil and the collector and emitter of a switch 17 which is an IGBT as a switching element are connected in series between the DC power supply lines 23 and 25. And flywheel diode 2
8 is connected in an anti-parallel state with the switch 17, and the resonance capacitor 10 is connected in parallel with the heating coil 2. The heating coil 2 links a high-frequency magnetic field to the fixing roller 1.

【0101】制御回路16は、インバータ回路26のス
イッチ17を、PWMパルスならびに駆動回路15を介
してオン/オフ制御するもので、電圧検出回路14が検
出した、コイル2/スイッチ17間の接続点の電圧すな
わち共振電圧の、0VのタイミングでPWMパルスの1
周期の始点を定め、この始点でスイッチ17をオンにす
る。すなわち、電圧検出回路14が与える共振電圧の0
Vのタイミングで発振回路16aがオン指示パルスを発
生して出力制御回路16cに与える。
The control circuit 16 controls the on / off of the switch 17 of the inverter circuit 26 via the PWM pulse and the drive circuit 15, and the connection point between the coil 2 and the switch 17 detected by the voltage detection circuit 14. Of the PWM pulse at the timing of 0 V
The start point of the cycle is determined, and the switch 17 is turned on at this start point. That is, the resonance voltage given by the voltage detection circuit 14 is 0.
At the timing of V, the oscillation circuit 16a generates an ON instruction pulse and supplies it to the output control circuit 16c.

【0102】スイッチ電流検出手段としての電流検出回
路18は、インバータ26内の電流トランス29の電流
検出電圧に基づいてスイッチ電流を検出すると共に、そ
の検出電流値に応じた電圧レベルの電流検出信号Sin
を、出力制御回路16cと平滑電流レベル検出回路12
に与える。
A current detection circuit 18 as a switch current detection means detects a switch current based on a current detection voltage of a current transformer 29 in the inverter 26 and a current detection signal Sin having a voltage level corresponding to the detected current value.
With the output control circuit 16c and the smoothing current level detection circuit 12
Give to.

【0103】平滑電流レベル検出回路12は、電流検出
信号Sinを平滑化して電流検出信号Sinの時系列包
絡レベルをあらわす電圧を発生して出力回路16cに与
える。直流電源回路19の出力電圧が図3に2点鎖線で
示すものとなるときには、電流検出信号Sinは図3に
実線で示す鋸歯状波となり、その時系列包絡レベルは、
図3に1点鎖線で示すものとなり、直流電源回路19の
出力電圧に実質上比例する。
The smoothing current level detection circuit 12 smoothes the current detection signal Sin, generates a voltage representing the time series envelope level of the current detection signal Sin, and supplies the voltage to the output circuit 16c. When the output voltage of the DC power supply circuit 19 is as shown by a two-dot chain line in FIG. 3, the current detection signal Sin becomes a sawtooth wave shown by a solid line in FIG.
3 is indicated by a chain line, and is substantially proportional to the output voltage of the DC power supply circuit 19.

【0104】回生電流検出回路31は、フライホイール
ダイオード28に流れる電流を検出するように介在され
た電流トランス30の誘起電圧に基づいて回生電流を検
出し回生電流レベルに比例する電圧の回生電流検出信号
Skを出力制御回路16cに与える。
The regenerative current detecting circuit 31 detects a regenerative current based on an induced voltage of the current transformer 30 interposed so as to detect a current flowing through the flywheel diode 28, and detects a regenerative current of a voltage proportional to the regenerative current level. The signal Sk is provided to the output control circuit 16c.

【0105】サーミスタ20が定着ローラ1の温度を検
出し、温度信号を演算回路16bに与える。演算回路1
6bは、そこに設定されている目標温度(データ)に対
する検出温度の偏差を算出して、温度偏差信号Vbaを
出力制御回路16cに与える。ここで温度偏差信号Vb
aは、目標温度に対して検出温度が低いほど低く、検出
温度が高くなるに従い高くなる電圧Vbaである。
The thermistor 20 detects the temperature of the fixing roller 1 and gives a temperature signal to the arithmetic circuit 16b. Arithmetic circuit 1
6b calculates the deviation of the detected temperature from the target temperature (data) set therein, and gives a temperature deviation signal Vba to the output control circuit 16c. Here, the temperature deviation signal Vb
a is a voltage Vba that becomes lower as the detected temperature is lower than the target temperature, and becomes higher as the detected temperature becomes higher.

【0106】定常駆動状態において出力制御回路16c
は、発振回路16aがオン指示パルスを発生するとこれ
に応答して駆動回路15へのPWMパルス出力端を、オ
ン指示の高レベルHとし、電流検出信号Sinを温度偏
差信号Vbaでバイアスして、すなわち電流検出信号S
inに温度偏差信号Vbaを加算し、さらに後述のロー
ラ材質対応の補正バイアスVbbを加算し、その結果の
電圧(Sin+Vba+Vbb)が平滑電流レベル検出
回路12の包絡レベル電圧に達したときに、駆動回路1
5へのPWMパルス出力端を、オフ指示の低レベルLに
戻す。これにより、駆動回路15には、スイッチ17の
オン/オフを指示するPWMパルスが与えら、駆動回路
15がスイッチ17を、PWMパルスがHのときオンに
し、Lのときオフにする。
Output control circuit 16c in the steady driving state
When the oscillation circuit 16a generates an ON instruction pulse, the PWM pulse output terminal to the drive circuit 15 is set to the high level H for the ON instruction in response to the ON instruction pulse, and the current detection signal Sin is biased with the temperature deviation signal Vba. That is, the current detection signal S
in, a correction bias Vbb corresponding to the roller material described later is added, and when the resulting voltage (Sin + Vba + Vbb) reaches the envelope level voltage of the smoothing current level detection circuit 12, the driving circuit 1
5, the PWM pulse output terminal is returned to the low level L of the OFF instruction. As a result, the drive circuit 15 is provided with a PWM pulse instructing on / off of the switch 17, and the drive circuit 15 turns on the switch 17 when the PWM pulse is H and turns off the switch 17 when the PWM pulse is L.

【0107】仮に定着ローラ1の温度が目標温度に合致
して変化しないと仮定すると、温度偏差信号が一定値で
あり、直流電源回路19の出力電圧が図3に2点鎖線で
示すものとなるときには、電流検出信号Sinは図3に
実線で示す鋸歯状波となり、その時系列包絡レベルは、
図3に1点鎖線で示すものとなり、直流電源回路19の
出力電圧に実質上比例する。
Assuming that the temperature of the fixing roller 1 does not change in accordance with the target temperature, the temperature deviation signal is a constant value, and the output voltage of the DC power supply circuit 19 is shown by a two-dot chain line in FIG. Sometimes, the current detection signal Sin becomes a sawtooth wave shown by a solid line in FIG.
3 is indicated by a chain line, and is substantially proportional to the output voltage of the DC power supply circuit 19.

【0108】定着ローラ1の温度が低い時には温度偏差
信号が低いので、PWMパルスのH期間すなわちオン時
間が長くなり、図3に実線で示す電流検出信号Sinが
上昇し、その時系列包絡レベルは、図3に1点鎖線で示
すレベルより低いものとなるが、温度偏差信号のレベル
が変わらない限り、図3に2点鎖線で示す直流電源回路
19の出力電圧と実質上比例し、直流電源回路19の出
力電圧との比例関係はくずれない。すなわちスイッチ1
7のオン時間は実質上一定である。
When the temperature of the fixing roller 1 is low, since the temperature deviation signal is low, the H period of the PWM pulse, that is, the on-time is lengthened, the current detection signal Sin indicated by the solid line in FIG. 3 rises, and the time series envelope level becomes The output voltage of the DC power supply circuit 19 shown in FIG. 3 is substantially proportional to the output voltage of the DC power supply circuit 19 shown in FIG. 3 unless the level of the temperature deviation signal is changed. The proportional relationship with the output voltage of No. 19 does not change. That is, switch 1
The on-time of 7 is substantially constant.

【0109】定着ローラ1の温度が変化している間は、
温度偏差信号が変化するので、これに対応してスイッチ
17のオン時間が変わる。しかし、直流電源回路19の
出力電圧の変動の一周期での温度偏差信号の変化は微々
たるものであるので、該一周期程度の微視的な時間で
は、スイッチ17に流れる電流Sinは、直流電源回路
19の出力電圧に実質上比例すると見なすことが出来
る。すなわちオン時間は実質上一定と見なすことが出来
る。
While the temperature of the fixing roller 1 is changing,
Since the temperature deviation signal changes, the ON time of the switch 17 changes correspondingly. However, since the change in the temperature deviation signal in one cycle of the output voltage fluctuation of the DC power supply circuit 19 is insignificant, the current Sin flowing through the switch 17 becomes small in the microscopic time of about one cycle. It can be considered that the output voltage of the power supply circuit 19 is substantially proportional to the output voltage. That is, the on-time can be regarded as substantially constant.

【0110】出力制御回路16cは、ローラ材質判定手
段としての機能を兼ね備えており、後述するようにし
て、ローラーRの材質を判定してその判定結果に対応し
た制御パターンにより、インバータ回路26のスイッチ
17をオン/オフ制御する。このとき、同時に負荷とし
てのローラー1がコイル2の直近に存在するか否かとい
う点についても判定し、不在(無負荷)と判定したとき
には、コイル2に通電しない。出力制御回路16cは、
このローラ材質判定を、それ自身に動作電圧が印加され
た直後に実施する。
The output control circuit 16c also has a function as a roller material determining means, and determines the material of the roller R as described later, and switches the inverter circuit 26 according to a control pattern corresponding to the determination result. 17 is turned on / off. At this time, it is also determined whether or not the roller 1 as a load exists in the immediate vicinity of the coil 2. When it is determined that the roller 1 is absent (no load), the coil 2 is not energized. The output control circuit 16c
The determination of the roller material is performed immediately after the operating voltage is applied to itself.

【0111】すなわち、動作電圧が印加されて自身の初
期化と定着装置423の初期化をおえると出力制御回路
16cは、まず駆動回路15への最低オンデューテイの
PWMパルスの出力を開始し、そしてオンデューティを
次第に高くする。すなわちスイッチ電流Sinを次第に
高くする。PWMパルスの出力を開始したことにより、
スイッチ17がオン/オフ動作を開始し、加熱コイル2
が共振コンデンサ10と共振動作するようになる。この
とき、スイッチ17のオン期間には、直流電源回路19
から加熱コイル2に電流が流れ、スイッチ17オフ期間
において、加熱コイル2および共振コンデンサ10によ
る共振回路が形成され、両者間で電流(電力)がやり取
りされる。すなわち共振電流が流れる。この状態では、
共振コンデンサ10の充放電が加熱コイル2に対して行
われ、特に共振コンデンサ10の放電時においてスイッ
チ17(IGBT)のコレクタ/エミッタ間電圧がほぼ
零となって共振コンデンサ10からの放電が停止したと
きには、フライホイールダイオード30および加熱コイ
ル2を通じて直流電源回路2側の平滑コンデンサ6に回
生電流が流れる。
That is, when the operation voltage is applied and the initialization of itself and the initialization of the fixing device 423 are completed, the output control circuit 16c first starts to output the PWM pulse of the lowest on-duty to the drive circuit 15, and then turns on. Increase the duty gradually. That is, the switch current Sin is gradually increased. By starting the output of the PWM pulse,
The switch 17 starts on / off operation, and the heating coil 2
Operate in resonance with the resonance capacitor 10. At this time, during the ON period of the switch 17, the DC power supply circuit 19
Current flows from the heating coil 2 to the heating coil 2, and during the switch 17 off period, a resonance circuit is formed by the heating coil 2 and the resonance capacitor 10, and current (power) is exchanged between the two. That is, a resonance current flows. In this state,
Charging / discharging of the resonance capacitor 10 was performed to the heating coil 2. In particular, when the resonance capacitor 10 was discharged, the voltage between the collector and the emitter of the switch 17 (IGBT) became almost zero, and the discharge from the resonance capacitor 10 was stopped. At this time, a regenerative current flows through the flywheel diode 30 and the heating coil 2 to the smoothing capacitor 6 on the DC power supply circuit 2 side.

【0112】このときフライホイールダイオード30に
流れる回生電流は電流トランス30により電圧信号とし
て検出され、回生電流検出回路25により回生電流信号
Skとして出力制御回路16cに出力される。また、こ
のようにインバータ回路26が駆動制御されると、これ
によって直流電源回路19から入力されるスイッチ電流
が電流トランス29により電圧信号として検出され、電
流検出回路18によりスイッチ電流を示す信号Sinと
して出力制御回路16cに出力される。
At this time, the regenerative current flowing through the flywheel diode 30 is detected as a voltage signal by the current transformer 30 and output as a regenerative current signal Sk to the output control circuit 16c by the regenerative current detection circuit 25. When the drive of the inverter circuit 26 is controlled as described above, the switch current input from the DC power supply circuit 19 is detected as a voltage signal by the current transformer 29, and the current detection circuit 18 outputs a signal Sin indicating the switch current. It is output to the output control circuit 16c.

【0113】なお、出力制御回路16cは、電流検出回
路18から与えられるスイッチ電流検出信号Sinを入
力電流に比例したスイッチ電流検出データとして、回生
電流検出回路31から与えられる回生電流検出信号Sk
を回生電流に比例した回生電流検出データとして扱うよ
うになっている。そして、例えば、スイッチ電流検出デ
ータ値が「100」のとき、スイッチ電流は8A程度で
あり、回生電流検出データ値が「125」のとき回生電
流はピーク値で40A程度となるように対応している。
The output control circuit 16c converts the switch current detection signal Sin supplied from the current detection circuit 18 into switch current detection data proportional to the input current, as the regenerative current detection signal Sk supplied from the regenerative current detection circuit 31.
Is treated as regenerative current detection data proportional to the regenerative current. For example, when the switch current detection data value is “100”, the switch current is about 8 A, and when the regenerative current detection data value is “125”, the regenerative current has a peak value of about 40 A. I have.

【0114】次に、負荷である定着ローラ1の材質判定
動作について説明する。出力制御回路16cは、電流検
出回路18から出力されるスイッチ電流Sinおよび回
生電流検出回路31から出力される回生電流Skとから
以下の検出原理に基づいて判定動作を行う。
Next, the operation of determining the material of the fixing roller 1 as a load will be described. The output control circuit 16c performs a determination operation based on the following detection principle from the switch current Sin output from the current detection circuit 18 and the regenerative current Sk output from the regenerative current detection circuit 31.

【0115】まず、定着ローラ1の材質として適切なも
のとしては、例えば鉄やステンレス(SUS)製のもの
が推奨されている標準的なもので、逆に、例えばアルミ
ニウムのように導電率が高いものでは回生電流が大とな
って発熱効率が低くなってしまうことになり、この場合
には不適切なローラであるとされている。また、材質と
しては鉄やステンレスであっても、定着ローラとしては
大きさが不適正なもので実質的に無負荷状態に近い状態
となる負荷も不適切なものとして除外する必要がある。
First, as a material suitable for the fixing roller 1, for example, a material made of iron or stainless steel (SUS) is recommended, and conversely, a material having a high conductivity like aluminum is used. In such a case, the regenerative current becomes large and the heat generation efficiency decreases, and in this case, the roller is considered to be inappropriate. Further, even if the material is iron or stainless steel, it is necessary to exclude a load that is improper in size as a fixing roller and substantially in a no-load state as an improper one.

【0116】さて、上述したような各材質のものでは、
スイッチ電流Sinと回生電流Skとの間には図10に
示すような関係がある。すなわち、インバータ回路26
の駆動が開始されてPWMパルスのオンデューテイが次
第に高くされてスイッチ電流Sinおよび回生電流Sk
が徐々に増加する場合に、定着ローラ1の材質に応じて
その比Sk/Sinの値つまり両者の関係を示す特性直
線の傾きがだいたい材質に応じて決まっており、入力電
力(Sin)の上昇と共にその傾きの特性直線に沿って
スイッチ電流および回生電流が上昇するようになる。
Now, with the above-mentioned materials,
There is a relationship as shown in FIG. 10 between the switch current Sin and the regenerative current Sk. That is, the inverter circuit 26
Is started, the on-duty of the PWM pulse is gradually increased, and the switch current Sin and the regenerative current Sk are increased.
Gradually increases, the value of the ratio Sk / Sin according to the material of the fixing roller 1, that is, the slope of the characteristic line indicating the relationship between the two is determined substantially according to the material, and the input power (Sin) increases. At the same time, the switch current and the regenerative current increase along the characteristic line having the slope.

【0117】例えば、適正な鉄ローラが定着ローラ1と
して存在する場合には、回生電流Skに対してスイッチ
電流Sinが大きくなる傾向であり、逆にステンレスロ
ーラが用いられた場合には、スイッチ電流Sinに対し
て回生電流Skが大きくなる傾向にある。また、不適正
なローラの一例であるアルミニウム製を用いた場合や無
負荷の場合には、回生電流Skのみが上昇してスイッチ
電流Sinはほとんど上昇しないという傾向を示す。そ
して、このような傾向は、インバータ回路26への入力
電力や周波数が変動してもそのような変動には大きな影
響を受けることなく安定した特性を有するものである。
For example, when an appropriate iron roller is present as the fixing roller 1, the switch current Sin tends to be larger than the regenerative current Sk. Conversely, when a stainless steel roller is used, the switch current Sin becomes larger. The regenerative current Sk tends to be larger than Sin. In addition, when aluminum, which is an example of an inappropriate roller, is used or when there is no load, only the regenerative current Sk increases and the switch current Sin hardly increases. Such a tendency is that even if the input power or frequency to the inverter circuit 26 fluctuates, it has stable characteristics without being greatly affected by such fluctuation.

【0118】そこで、図11に示すように、出力制御回
路16cは、駆動回路15に与えるPWMパルスのオン
デューテイをスイッチ電流Sinおよび回生電流Skが
安定するまで(時刻t1)、第1所定速度で上昇させ、
この後、さらに第2所定速度で上昇させてゆき、回生電
流Skの検出データ値が所定レベルKに達するまでPW
Mパルスのオンデューテイを上げる(図11の
(c))。
Therefore, as shown in FIG. 11, the output control circuit 16c increases the on-duty of the PWM pulse applied to the drive circuit 15 at the first predetermined speed until the switch current Sin and the regenerative current Sk are stabilized (time t1). Let
Thereafter, the current is further increased at the second predetermined speed, and PW is maintained until the detection data value of the regenerative current Sk reaches the predetermined level K.
The on-duty of the M pulse is increased ((c) in FIG. 11).

【0119】そして、回生電流Skが所定レベルKに達
すると、出力制御回路16cは、そのときのスイッチ電
流Sinを、あらかじめ設定されている判定用のしきい
値L1およびL2と比較する。このとき、定着ローラ1
が例えば鉄ローラである場合にはスイッチ電流Sinが
しきい値L1を超えることにより適正な鉄ローラであと
判定する。スイッチ電流Sinがしきい値L1以下であ
るがしきい値L2を超えている場合にはステンレスロー
ラであると判定する。さらに、スイッチ電流Sinがし
きい値L2以下であるときには不適正なローラあるいは
ローラ無しであると判定する。
When the regenerative current Sk reaches the predetermined level K, the output control circuit 16c compares the switch current Sin at that time with predetermined thresholds L1 and L2 for determination. At this time, the fixing roller 1
Is an iron roller, for example, when the switch current Sin exceeds the threshold value L1, it is determined that the iron roller is appropriate. If the switch current Sin is equal to or less than the threshold value L1 but exceeds the threshold value L2, it is determined that the roller is a stainless roller. Further, when the switch current Sin is equal to or less than the threshold value L2, it is determined that there is no inappropriate roller or no roller.

【0120】なお、上述の場合に、定着ローラ1の材質
によって回生電流Skが所定レベルKに達するまでの時
間が異なり、例えば、鉄ローラの場合では時刻t2であ
るのに対して、ステンレスローラの場合ではそれよりも
後の時刻t3である。このことは、逆にローラの材質に
よって回生電流Skの上昇の度合いも異なることを示し
ている。そこで、出力制御回路16cに、スイッチ電流
Sinおよび回生電流Skの両者に対するしきい値を設
定しておき、PWMパルスのオンデューテイを徐々に上
昇させて、スイッチ電流Sinおよび回生電流Skのい
ずれかが設定されているしきい値を超えるときに材質の
判定を行うようにしてもよい。
In the above case, the time required for the regenerative current Sk to reach the predetermined level K differs depending on the material of the fixing roller 1. For example, in the case of the iron roller, the time is t2, whereas the time of the stainless steel roller is t2. In this case, it is time t3 later than that. This indicates that the degree of increase in the regenerative current Sk differs depending on the material of the roller. Therefore, threshold values for both the switch current Sin and the regenerative current Sk are set in the output control circuit 16c, and the on-duty of the PWM pulse is gradually increased to set either the switch current Sin or the regenerative current Sk. The material may be determined when the threshold value is exceeded.

【0121】上述の材質判定を終了すると出力制御回路
16cは、材質に対応付けた補正バイアス電圧Vbb
を、電流検出信号Sinにすでに説明した温度偏差信号
Vbaを加算した値Sin+Vbaに加えて、定常状態
の定着温度制御に進む。すなわち、発振回路16aがオ
ン指示パルスを発生するとこれに応答して駆動回路15
へのPWMパルス出力端を、オン指示の高レベルHと
し、加算値(Sin+Vba+Vbb)が平滑電流レベ
ル検出回路12の包絡レベル電圧に達したときに、駆動
回路15へのPWMパルス出力端をオフ指示の低レベル
Lに戻す、というPWMパルス出力を開始する。これに
より、定着ローラ1が適正な応答特性で定温度制御され
る。
When the above-mentioned material judgment is completed, the output control circuit 16c sets the correction bias voltage Vbb corresponding to the material.
Is added to the value Sin + Vba obtained by adding the temperature deviation signal Vba described above to the current detection signal Sin, and the process proceeds to the fixing temperature control in the steady state. That is, when the oscillation circuit 16a generates the ON instruction pulse, the driving circuit 15
The PWM pulse output terminal to the drive circuit 15 is turned off when the added value (Sin + Vba + Vbb) reaches the envelope level voltage of the smoothing current level detection circuit 12. , The PWM pulse output to return to the low level L of Thus, the fixing roller 1 is controlled at a constant temperature with appropriate response characteristics.

【0122】なお、不適正なローラもしくはローラ無し
との判定をしたときには、出力制御回路16cは、駆動
回路15へのPWMパルス出力端をオフ指示レベルLに
拘束維持し、コイル2には通電しない。同時に、システ
ムコントローラ106に定着ローラ異常を報知する。シ
ステムコントローラ106は、これに応答して操作表示
ボードOPBのサービスマンコール表示灯(異常報知
灯)を点灯し、画像形成禁止状態となり、画像形成指示
に応答しない。
When it is determined that an inappropriate roller or no roller is present, the output control circuit 16c maintains the PWM pulse output terminal to the drive circuit 15 at the off instruction level L and does not energize the coil 2. . At the same time, the system controller 106 is notified of the fixing roller abnormality. In response to this, the system controller 106 turns on the serviceman call indicator light (abnormality notification light) on the operation display board OPB, enters the image forming prohibited state, and does not respond to the image forming instruction.

【0123】−実施例2− 図12に、本発明の定着装置の電気系システムの第2実
施例を示す。この例は、図9に示す電気系システムに、
入力電圧検出回路34を加えて、交流入力回路13の交
流出力電圧を分圧抵抗32,33で分圧して入力電圧検
出回路34に印加する。入力電圧検出回路34は、交流
入力電圧を表す入力電圧検出信号Svを演算回路16b
に与える。操作表示ボードOPBからは演算回路16b
に、システムコントローラ106(図6)を介して、定
着温度(高,中,低)指定Spsが与えられる。
Embodiment 2 FIG. 12 shows a second embodiment of the electric system of the fixing device according to the present invention. In this example, the electric system shown in FIG.
The input voltage detection circuit 34 is added, and the AC output voltage of the AC input circuit 13 is divided by the voltage dividing resistors 32 and 33 and applied to the input voltage detection circuit 34. The input voltage detection circuit 34 outputs the input voltage detection signal Sv representing the AC input voltage to the arithmetic circuit 16b.
Give to. An operation circuit 16b is provided from the operation display board OPB.
Then, a fixing temperature (high, medium, low) designation Sps is given via the system controller 106 (FIG. 6).

【0124】第2実施例の演算回路16bは、定着温度
(高,中,低)指定Spsに対応する目標温度に対する
検出温度の偏差Vbaを算出し、且つ、交流入力電圧の
基準値(100V)に対する入力電圧検出信号Svの偏
差Vviを算出して、それらの加算値Vba+Vviを
表す参照信号Srefを出力回路16cに与える。ここ
で温度偏差信号Vbaは、目標温度に対して検出温度が
低いほど低く、検出温度が高くなるに従い高くなる電圧
Vbaである。交流入力偏差信号Vviは、交流入力電
圧の基準値(100V)に対して入力電圧検出信号Sv
が低いほど低く、検出信号Svが高くなるに従い高くな
る電圧Vviである。
The arithmetic circuit 16b of the second embodiment calculates a deviation Vba of the detected temperature from the target temperature corresponding to the fixing temperature (high, medium, low) specified Sps, and furthermore, calculates a reference value (100 V) of the AC input voltage. Is calculated, and a reference signal Sref representing the sum Vba + Vvi of the difference is supplied to the output circuit 16c. Here, the temperature deviation signal Vba is a voltage Vba that becomes lower as the detected temperature is lower than the target temperature, and becomes higher as the detected temperature becomes higher. The AC input deviation signal Vvi is based on the input voltage detection signal Sv with respect to the reference value (100 V) of the AC input voltage.
Is lower as the detection signal Sv becomes higher, and becomes higher as the detection signal Sv becomes higher.

【0125】定常駆動状態において出力制御回路16c
は、発振回路16aがオン指示パルスを発生するとこれ
に応答して駆動回路15へのPWMパルス出力端を、オ
ン指示の高レベルHとし、電流検出信号Sinを参照信
号Srefでバイアスして、すなわち電流検出信号Si
nに参照信号Srefを加算し、さらに前述のローラ材
質対応の補正バイアスVbbを加算し、その結果の電圧
(Sin+Vba+Vbb+Vvi)が平滑電流レベル
検出回路12の包絡レベル電圧に達したときに、駆動回
路15へのPWMパルス出力端を、オフ指示の低レベル
Lに戻す。これにより、駆動回路15には、スイッチ1
7のオン/オフを指示するPWMパルスが与えら、駆動
回路15がスイッチ17を、PWMパルスがHのときオ
ンにし、Lのときオフにする。
Output control circuit 16c in the steady driving state
When the oscillation circuit 16a generates an ON command pulse, the PWM pulse output terminal to the drive circuit 15 is set to the high level H for the ON command in response to the ON command pulse, and the current detection signal Sin is biased with the reference signal Sref. Current detection signal Si
n and the correction bias Vbb corresponding to the roller material described above, and when the resulting voltage (Sin + Vba + Vbb + Vvi) reaches the envelope level voltage of the smoothing current level detection circuit 12, the driving circuit 15 The PWM pulse output terminal to the low level L of the OFF instruction. As a result, the drive circuit 15 includes the switch 1
When a PWM pulse instructing ON / OFF of 7 is given, the drive circuit 15 turns on the switch 17 when the PWM pulse is H and turns off when the PWM pulse is L.

【0126】なお、例えば交流入力電圧の基準値が10
0Vの場合、出力制御回路16cは、入力電圧検出信号
Svが80V以上120V以下の範囲から外れると、駆
動回路15へのPWMパルス出力端をオフ指示レベルL
に拘束維持し、コイル2には通電しない。同時に、シス
テムコントローラ106に定着ローラ異常を報知する。
システムコントローラ106は、これに応答して操作表
示ボードOPBのサービスマンコール表示灯(異常報知
灯)を点灯し、画像形成禁止状態となり、画像形成指示
に応答しない。
For example, if the reference value of the AC input voltage is 10
In the case of 0V, the output control circuit 16c switches the PWM pulse output terminal to the drive circuit 15 to the off instruction level L when the input voltage detection signal Sv is out of the range of 80V or more and 120V or less.
And the coil 2 is not energized. At the same time, the system controller 106 is notified of the fixing roller abnormality.
In response to this, the system controller 106 turns on the serviceman call indicator light (abnormality notification light) on the operation display board OPB, enters the image forming prohibited state, and does not respond to the image forming instruction.

【0127】なお、上述の第1および第2実施例におい
て、出力制御回路16cは、定着ローラ1の材質判定に
おいて不適正なローラあるいは無負荷状態を判定したと
きには、その後の加熱動作を中止するが、その変形例で
は、例えば数秒間隔で繰り返し判定動作を行い、所定時
間が経過しても判定結果が不適正となる場合には加熱動
作の開始を中止する。これによって、例えば、使用者が
定着ローラを装着する前にうっかり加熱開始の操作スイ
ッチをオンした場合でも、適正なローラが装着された時
点でてきせいな加熱動作が始まる。
In the above-described first and second embodiments, when the output control circuit 16c determines an inappropriate roller or a no-load state in determining the material of the fixing roller 1, the output heating circuit 16c stops the subsequent heating operation. In the modified example, the determination operation is repeatedly performed at intervals of, for example, several seconds, and if the determination result is inappropriate even after a predetermined time has elapsed, the start of the heating operation is stopped. As a result, for example, even if the user inadvertently turns on the operation switch for starting heating before attaching the fixing roller, an unusual heating operation starts when an appropriate roller is attached.

【0128】本発明は、上述の実施例あるいは変形例に
限定されることなく、更に変形あるいは改良して実施し
うる。例えば、ローラ材質の判定のためにスイッチ電流
Sinおよび回生電流Skは瞬時値で用いたが、平均値
あるいは平滑値を用いてもよい。無負荷状態(ローラ無
し)を判定したときに、繰り返し判定動作を行うことは
必要に応じて採用するようにすれば良い。スイッチング
素子17には、IGBT以外に、電界効果トランジスタ
やバイポーラトランジスタなどを用いることができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment or modification, but can be further modified or improved. For example, the switch current Sin and the regenerative current Sk are used as instantaneous values for determining the roller material, but an average value or a smoothed value may be used. When the no-load state (no roller) is determined, the repetitive determination operation may be adopted as necessary. As the switching element 17, besides the IGBT, a field effect transistor, a bipolar transistor, or the like can be used.

【0129】なお、本発明の適用にあっては、誘導加熱
コイル2やそれを装着するコアの形状、また被加熱体1
の配置などは上記実施例に限定されるものではなく、例
えば、コアとコイルの形状については、図13に示すよ
うに、円柱状のコア3にコイル2を螺旋状に巻回したも
のなどでもよい。
In the application of the present invention, the shape of the induction heating coil 2 and the core to which it is mounted,
The arrangement and the like are not limited to the above-described embodiment. For example, as shown in FIG. 13, the shape of the core and the coil may be such that the coil 2 is spirally wound around a cylindrical core 3. Good.

【0130】また、定着ローラ1を被加熱体として直接
加熱するもの以外に、図14に示すように、金属板1を
被加熱体として、その近傍にコイル2を巻回したコア3
を配設したものでもよい。この場合、定着ローラ内部
に、図14に示すような金属製加熱板1,コイル2及び
コア3を配設してもよいし、定着ローラ1に換えて金属
板1と加圧ローラ6との間に記録紙の動きに従動するフ
レキシブルフィルムを介して、金属板1と加圧ローラ6
とを圧接するものなどでもよい。
[0130] In addition to directly heating the fixing roller 1 as an object to be heated, as shown in FIG. 14, a core 3 in which a metal plate 1 is an object to be heated and a coil 2 is wound in the vicinity thereof is used.
May be provided. In this case, a metal heating plate 1, a coil 2 and a core 3 as shown in FIG. 14 may be disposed inside the fixing roller, or the metal plate 1 and the pressure roller 6 may be replaced with the fixing roller 1. The metal plate 1 and the pressure roller 6 are interposed via a flexible film that follows the movement of the recording paper.
And the like may be pressed against.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の誘導加熱の1実施形態の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of one embodiment of induction heating of the present invention.

【図2】 図1に示す直流電源回路19の入力交流電圧
(整流前)と、直流電源回路19が、誘導加熱コイル2
と共振用コンデンサ10とを含む共振回路に印加する出
力電圧(整流後)を示す電圧波形であり、(a)は直流
電源回路19の平滑コンデンサ9の容量が大きい場合
を、(b)は小さい場合を示す。
FIG. 2 shows that the input AC voltage (before rectification) of the DC power supply circuit 19 shown in FIG.
FIG. 6A is a voltage waveform showing an output voltage (after rectification) applied to a resonance circuit including a resonance circuit 10 and a resonance capacitor 10. FIG. 11A shows a case where the capacity of the smoothing capacitor 9 of the DC power supply circuit 19 is large, and FIG. Show the case.

【図3】 図1に示すスイッチ17に流れる電流を実線
で、それを平滑化した包絡レベルを一点鎖線で、直流電
源回路19の出力電圧を二点鎖線で示す波形図である。
3 is a waveform diagram showing a current flowing through a switch 17 shown in FIG. 1 by a solid line, an envelope level obtained by smoothing the current by a dashed line, and an output voltage of the DC power supply circuit 19 by a dashed line.

【図4】 図1に示す誘導加熱装置(本発明)と図15
に示す従来装置(比較例1)のスイッチ電流の周波数特
性を示すグラフである。
FIG. 4 shows the induction heating apparatus (the present invention) shown in FIG. 1 and FIG.
6 is a graph showing the frequency characteristics of the switch current of the conventional device (Comparative Example 1) shown in FIG.

【図5】 本発明の定着装置を装備したフルカラー複写
機の機構概要を示す縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an outline of a mechanism of a full-color copying machine equipped with the fixing device of the present invention.

【図6】 図5に示すフルカラー複写機の電気系統のシ
ステム構成を示すブロック図である。
6 is a block diagram showing a system configuration of an electric system of the full-color copying machine shown in FIG.

【図7】 図5に示す定着装置423の拡大断面図であ
る。
FIG. 7 is an enlarged sectional view of the fixing device 423 shown in FIG.

【図8】 (a)は図7に示す定着ローラ1の縦断面
図、(b)は横断面図である。
8A is a longitudinal sectional view of the fixing roller 1 shown in FIG. 7, and FIG. 8B is a transverse sectional view.

【図9】 図7に示す定着装置423の、第1実施例の
電気系の構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an electric system according to a first embodiment of the fixing device 423 illustrated in FIG. 7;

【図10】 図7に示す定着ローラ1の材質と、それを
加熱する電気コイル2に通電するスイッチ17に流れる
電流及びスイッチ17に逆並列接続のフライホィールダ
イオード28に流れる回生電流と、の関係を示すグラフ
である。
FIG. 10 shows the relationship between the material of the fixing roller 1 shown in FIG. 7, the current flowing through the switch 17 that energizes the electric coil 2 for heating the same, and the regenerative current flowing through the flywheel diode 28 connected in anti-parallel to the switch 17. FIG.

【図11】 図9に示すスイッチ17のオン/オフのオ
ンデューテイを定速度で高くする場合の、ローラ材質に
よるスイッチ電流Sin及び回生電流Skの変化を示す
グラフである。
FIG. 11 is a graph showing changes in the switch current Sin and the regenerative current Sk depending on the roller material when the on / off duty of the switch 17 shown in FIG. 9 is increased at a constant speed.

【図12】 図7に示す定着装置423の、第2実施例
の電気系の構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of an electric system according to a second embodiment of the fixing device 423 illustrated in FIG. 7;

【図13】 図7に示す定着装置423の定着ローラ1
の変形例を示し、(a)は縦断面図、(b)は横断面図
である。
FIG. 13 shows a fixing roller 1 of the fixing device 423 shown in FIG.
(A) is a longitudinal sectional view and (b) is a transverse sectional view.

【図14】 定着ローラ1を金属板とする変形例を示
し、(a)は縦断面図、(b)は横断面図である。
14A and 14B show a modification in which the fixing roller 1 is a metal plate, wherein FIG. 14A is a longitudinal sectional view and FIG. 14B is a transverse sectional view.

【図15】 従来の1形式の誘導加熱装置の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a conventional type of induction heating device.

【図16】 図15に示すスイッチ17に流れる電流を
実線で、その平均値を一点鎖線で、直流電源回路19の
出力電圧を二点鎖線で示す波形図である。
16 is a waveform diagram showing a current flowing through the switch 17 shown in FIG. 15 by a solid line, an average value thereof by an alternate long and short dash line, and an output voltage of the DC power supply circuit 19 by an alternate long and two short dashes line.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:被加熱体(加熱対象,定着ローラ,金属板) 2:誘導加熱コイル 3:コア 4:温度ヒューズ 5:分離爪 6:加圧ローラ 7:電源 22:平滑用チョークコイル 29,30:電流トランス 32,33:分圧抵抗 1: Heated object (heating object, fixing roller, metal plate) 2: Induction heating coil 3: Core 4: Thermal fuse 5: Separating claw 6: Pressure roller 7: Power supply 22: Smoothing choke coil 29, 30: Current Transformers 32, 33: voltage dividing resistors

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 6/14 H05B 6/14 (72)発明者 菅 原 正 栄 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂3 −1 東北リコー株式会社内 (72)発明者 佐々木 淳 一 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂3 −1 東北リコー株式会社内 Fターム(参考) 2H033 AA02 AA32 BA25 BA30 BB18 BB28 BE06 CA07 CA23 CA30 CA45 CA47 3K059 AA04 AB19 AC03 AC07 AC33 AD03 BD21 BD24 CD09 CD10 CD39 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05B 6/14 H05B 6/14 (72) Inventor Masae Sakahara Shimei, Shibata-cho, Shibata-gun, Miyagi Prefecture 3-1 Within Tohoku Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Junichi Sasaki Nakamine, Shimada-cho, Shibata-gun, Miyagi Prefecture 3-1 Shinmei-do, Meiji-Do 3-1 Tohoku Ricoh Co., Ltd. F-term (reference) 2H033 AA02 AA32 BA25 BA30 BB18 BB28 BE06 CA07 CA23 CA30 CA45 CA47 3K059 AA04 AB19 AC03 AC07 AC33 AD03 BD21 BD24 CD09 CD10 CD39

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】加熱対象の直近に配置した電気コイルおよ
びそれに接続した共振用コンデンサを含む共振回路に、
スイッチング素子のオン/オフの繰返しにより、交流を
整流した直流をチョッピング通電する誘導加熱方法にお
いて、 前記共振回路とスイッチング素子との間の電圧の変動を
検出してそれに同期してスイッチング素子をオンにし、
かつ、前記スイッチング素子に流れる電流を検出し、こ
れが前記交流を整流した電圧波形に比例する包絡レベル
の瞬時値に到達するまでの時間に基づいたオン時間の後
にスイッチング素子をオフにする、ことを特徴とする誘
導加熱方法。
1. A resonance circuit including an electric coil disposed in the immediate vicinity of an object to be heated and a resonance capacitor connected to the electric coil,
In an induction heating method of chopping a direct current obtained by rectifying an alternating current by repeatedly turning on / off a switching element, a fluctuation of a voltage between the resonance circuit and the switching element is detected, and the switching element is turned on in synchronization therewith. ,
And detecting a current flowing through the switching element, and turning off the switching element after an on-time based on a time until the instantaneous value of an envelope level proportional to the voltage waveform obtained by rectifying the AC is reached. Characteristic induction heating method.
【請求項2】加熱対象の温度を検出して、それが目標値
に合致するように、前記オン時間を調整する請求項1記
載の誘導加熱方法。
2. The induction heating method according to claim 1, wherein a temperature of the object to be heated is detected, and the on-time is adjusted so as to match a target value.
【請求項3】前記スイッチング素子に逆並列にダイオー
ドが接続されている場合に、該ダイオードに流れる回生
電流を検出し、前記スイッチング素子に流れる電流と該
回生電流との組合せに基づいて、前記電気コイルの直近
に加熱対象があるかおよび加熱対象の材質、の少なくと
も一方を検出する、請求項1記載の誘導加熱方法。
3. When a diode is connected to the switching element in anti-parallel, a regenerative current flowing through the diode is detected, and the electric current is detected based on a combination of a current flowing through the switching element and the regenerative current. 2. The induction heating method according to claim 1, wherein at least one of a material to be heated and a material to be heated is detected in the vicinity of the coil.
【請求項4】加熱対象の材質に応じて、前記オン時間を
調整する請求項3記載の誘導加熱方法。
4. The induction heating method according to claim 3, wherein the on-time is adjusted according to a material to be heated.
【請求項5】加熱対象に近接して配設されそれに誘導電
流を生じさせて発熱させるための電気コイル及びそれに
接続されたコンデンサを含む共振回路;該共振回路に給
電するための、交流を直流に整流する整流回路;該整流
回路の出力直流を前記共振回路にチョッピング通電する
ためのスイッチング素子及びこれに逆並列に接続された
ダイオードを含むインバータ回路;前記スイッチング素
子をオン/オフする駆動手段;前記電気コイルと前記ス
イッチング素子との接続点の電圧を検出する電圧検出手
段;前記スイッチング素子に流れる電流を検出する手
段;及び、 前記電圧検出手段が検出した電圧の共振振動に同期して
前記駆動手段を介して前記スイッチング素子をオンにし
て、スイッチング素子に流れる電流が前記交流を整流し
た電圧波形に比例する包絡レベルの瞬時値に到達するま
での時間に基づいたオン時間の後にスイッチング素子を
オフにする制御手段;を備える誘導加熱装置。
5. A resonance circuit including an electric coil disposed in close proximity to an object to be heated to generate an induced current therein and generate heat, and a capacitor connected to the coil; and an alternating current for supplying power to the resonance circuit. A rectifying circuit for rectifying the rectifying circuit; an inverter circuit including a switching element for supplying a chopping current from the rectifying circuit to the resonance circuit and a diode connected in anti-parallel to the switching element; a driving unit for turning on / off the switching element; Voltage detecting means for detecting a voltage at a connection point between the electric coil and the switching element; means for detecting a current flowing through the switching element; and the driving in synchronization with resonance oscillation of the voltage detected by the voltage detecting means. The switching element is turned on through the means, and the current flowing through the switching element is a voltage wave obtained by rectifying the alternating current. Control means for turning off the switching element after an on-time based on the time to reach an instantaneous value of the envelope level proportional to the shape.
【請求項6】トナー像が付着した記録媒体を加熱および
加圧するための円筒状の導電体ローラ;該導電体ローラ
の温度を検出する手段;該導電体ローラに近接して配設
されそれに誘導電流を生じさせて発熱させるための電気
コイル及びそれに接続されたコンデンサを含む共振回
路;該共振回路に給電するための、交流を直流に整流す
る整流回路;該整流回路の出力直流を前記共振回路にチ
ョッピング通電するためのスイッチング素子及びこれに
逆並列に接続されたダイオードを含むインバータ回路;
前記スイッチング素子をオン/オフする駆動手段;前記
電気コイルと前記スイッチング素子との接続点の電圧を
検出する電圧検出手段;前記スイッチング素子に流れる
電流を検出する手段;及び、 前記電圧検出手段が検出した電圧の共振振動に同期して
前記駆動手段を介して前記スイッチング素子をオンにし
て、スイッチング素子に流れる電流が前記交流を整流し
た電圧波形に比例する包絡レベルの瞬時値に到達するま
での時間に基づいたオン時間に、前記温度検出手段が検
出した温度の、目標温度に対する偏差に対応する補正を
加えた時間の後に、スイッチング素子をオフにする制御
手段;を備える定着装置。
6. A cylindrical conductive roller for heating and pressing a recording medium on which a toner image has adhered; means for detecting the temperature of the conductive roller; A resonance circuit including an electric coil for generating a current to generate heat and a capacitor connected to the coil; a rectifier circuit for rectifying an alternating current to a direct current for supplying power to the resonance circuit; An inverter circuit including a switching element for energizing chopping current and a diode connected in anti-parallel to the switching element;
Drive means for turning on / off the switching element; voltage detection means for detecting a voltage at a connection point between the electric coil and the switching element; means for detecting a current flowing through the switching element; and detection by the voltage detection means. Time in which the switching element is turned on via the driving means in synchronization with the resonance oscillation of the applied voltage, until the current flowing through the switching element reaches the instantaneous value of the envelope level proportional to the voltage waveform obtained by rectifying the alternating current. Control means for turning off the switching element after a time obtained by adding a correction corresponding to a deviation of the temperature detected by the temperature detection means from a target temperature to the on time based on
【請求項7】感光体,これを荷電する手段,感光体の荷
電面に画像を表すための光を照射する露光手段,これに
よって形成された静電潜像をトナーで顕像化する現像手
段,顕像化したトナー像を、直接に又は中間転写媒体を
介して間接に記録媒体に転写する手段、ならびに、該記
録媒体を加熱および加圧する請求項6に記載の定着装
置、を備える画像形成装置。
7. A photoreceptor, means for charging the same, exposure means for irradiating a charged surface of the photoreceptor with light for representing an image, and developing means for visualizing an electrostatic latent image formed by the toner with toner 7. An image forming apparatus comprising: means for directly or indirectly transferring a visualized toner image to a recording medium via an intermediate transfer medium; and a fixing device according to claim 6, which heats and pressurizes the recording medium. apparatus.
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